挑战手撕，第三代超级PVDF如何炼成（下）

Original testpv 全球光伏 2022-05-20

【导语】

昨日，TestPV头条发布了☞☞《撕、煮、照、烤、冻，第三代超级PVDF如何炼成？（上）》，引起光伏行业强烈兴趣。作为光伏背板的关键保护材料，由杭州福膜新材料股份有限公司重磅推出的这款“撕不坏、煮不烂、照不脆、烤不黄、冻不裂”的第三代PVDF膜，在众多关键性能指标上完胜T膜。

“撕不坏”：超韧、高抗撕，撕裂强度是T膜10倍

“煮不烂”：HAST实验断裂伸长率≥200%，是T膜3倍

“照不脆”：UVA 200KWH断裂伸长率≥100%，是T膜2倍

“烤不黄”：170℃热斑试验，100h高温烘烤，△b≤2，是T膜1/10

“冻不裂”：超耐低温：-40℃ TD%≥100%，是T膜的3倍。

本篇将重点讲述光伏用PVDF膜产品的技术升级路线图，为您详细介绍PVDF膜的过去、现在和未来。

接上篇☞☞《撕、煮、照、烤、冻，第三代超级PVDF如何炼成？（上）》

3.光伏用PVDF膜产品的技术升级路线图

福膜科技按照性能、工艺等特征，将光伏用PVDF膜分为三代产品。

进口PVDF膜产品最初用在光伏行业时的表现不如人意，主要体现在韧性不足，膜像“石头纸”一样，一撕就破，也就是前述的各向异性：一个方向像石头，另一个方向像纸。这类产品在市场上的销售发生在2013年之前，我们称之为第1代Gen 1. PVDF膜产品，在户外使用存在一定的开裂风险。

福膜科技最初开发PVDF膜时就注意到这个问题，在设计产品之初针对PVDF膜产品韧性不足的问题，研发出吹膜的制膜工艺和导入“核壳类”增韧剂。

现在氟膜的行业标准中，TD向的断裂伸长率规定100%，就是福膜科技在2013年制定的指标，我们把这类膜定义为第2代Gen 2. PVDF膜产品（商品名FM Solvan PV1010），而国外第1代产品的实测数据是约~10%。所以，福膜科技生产的PVDF膜以第二代膜平台为起点，一开始性能表现就很好。

由于第二代膜的工艺要求和配方要求独特，即使现在，市面上仍有不少后来者仍采用第一代技术生产PVDF膜，这也成为PVF（T膜）不断诟病的主要根据。我们呼吁：行业应严格遵循行业标准，停止使用TD性能差的一代膜产品，不要让一代膜的“瑕”遮住真正高性能PVDF的“瑜”。

福膜科技实际上早在几年前就储备了耐低温开裂技术：在保持原有第2代膜优越耐UV老化、耐湿热老化性能的基础上，显著提升了产品的耐低温性能。这个产品定义为第2.5代Gen. PVDF膜，商品名FM Solvan PV1010F，2017年正式推出。其产品特征在于：

a) -40℃ TD%≥20%,，同时热收缩率≤2.5%；

b) 通过TC600测试。

C) 如果客户强调更好的低温延伸率，可以把-40℃下TD向的断裂伸长率轻松提升至70%以上，相应的trade-off是高温热收缩率会有所增大。

福膜科技的第2.5代膜，把性价比控制得恰到好处，目前已在全行业全面推广使用第2.5代产品。

FM Solvan PV1010F虽然在低温性能指标上有大幅度提升，但在某国外公司所说的各向异性指标上与T膜的确还有一定差异，行业需要各向异性指标更好的低成本氟膜。在此推动下，福膜科技性能指标完胜T膜、颠覆性的第3代Gen.3 PVDF膜终于破壳而出，并正式命名为FM Solvan PV1010X_Plus。

将各个时代的PVDF膜产品通过性能指标详细划分，见图-4。

图-4 光伏用PVDF膜产品的升级换代图（MGPP：Multi-Gen. Product Plan）

4.挑战手撕，探讨氟膜材料测试序列

最近有报道引用使用PVDF背板在沿焊带位置开裂的个别案例，来证明光伏组件背板用PVDF膜都会存在开裂。但该案例并未说明所用的PVDF膜具体属于哪一代产品。

从PVDF膜的三代技术路线图可以看出，如果不区分PVDF技术，有选择地引用失效案例，那么明显会犯以偏概全的错误，从技术争议变成纯粹的商业抹黑行为，貌似证据确凿，却极不可取。

从近期的报道了解到，杜邦公司开发了一套针对背板材料的“严苛”序列测试：

1)对背板进行湿热和UV辐照预处理

2)经历3个TC200循环，每一个循环之前再施加一次UV辐照

这一测试序列最大的争议是：其紫外辐照量累加只有约45 KWh，刚刚达到背板国标中的起步标准。

按照这种测试方法，光伏行业使用的E膜、O膜，甚至超市里面使用的PE马甲袋都能轻松通过这样的序列实验。

所以，该序列只能说看上去很“严苛”，实际上一点也不严苛。对于那些在强UV照射情况下才会有大幅减薄风险的材料，该测试序列的紫外辐照根本达不到效果。

然而，上述序列实验的却对第一代PVDF膜产生一定的挑战。原因在于，PVDF的玻璃化温度（Tg）在-30°C到-40°C之间，在使用麻花型焊带的增强模拟实验中，在极低温度条件下，有可能达不到通过TC600循环的水平。但这并不意味着每一代PVDF材料在实际工况中都会有这样的现象发生。

具体来说，对于第二代PVDF膜，只有极寒地带才有可能是挑战；对于已经改善了低温性能的Gen 2.5和Gen 3.0 PVDF膜，这个测试序列一点都不严苛。

在提出新的背板测试序列前，杜邦公司最震惊且广为人知的表达方式是通过“手撕”背板来证明PVDF膜的韧性不足，能“手撕”是因为传统PVDF膜MD方向撕裂强度较低，而杜邦认为这就是PVDF膜材料的无解难题。

尽管目前尚无足够信服力的证据证明“手撕”和户外实践“一定开裂”的科学性、严谨性和相关性，但“手撕”的表演确实是相当唬人。

然而材料产品的进步离不开配方、工艺和设备的密切配合，只要找到合适的技术解决方案就能获得一个性能更加优异的产品。今天，福膜科技通过技术升级换代获得新一代Gen. 3氟膜产品，完全克服了MD方向的撕裂强度难题。

福膜科技因此郑重表态：

非常愿意以Gen. 3新一代PVDF膜与和杜邦PVF-T膜展开“手撕“竞赛。

【结语】

开发氟膜新产品要“不忘初心”，这个初心就是要能够更加可靠地保证光伏组件背板应对各种严苛环境，使光伏组件能安全、可靠地在户外使用至少25年。同时，一个好的技术解决方案要能关心客户的真正需求，能化解客户使用过程中的潜在风险，为客户带来高的性价比体验，形成长期的信任感。只有这样，才能为行业立功，才能铸就一个响亮的品牌。

期待福膜科技第3代氟膜产品FM Solvan PV1010X_PLUS，能给行业带来一份惊喜！