背板认识新误区之七：会呼吸的痛
光伏行业曾经有篇灵魂之问：关于☞☞光伏背板认识的六个误区，大概质疑的是：
1：所有氟膜都能提供25年保护？
2：内层氟膜1um就能实现保护？
3：涂覆型背板水透性就一定大？
4：涂覆型背板就不耐落砂？
5：涂覆型背板就容易剥落？
6：非氟和单面含氟背板成本低于双面含氟背板？
针对《光伏背板认识误区》每年都有一些专题讨论，其实关于背板材料还有更多的质疑和误区一直在网上流传。本文根据多年组件开发和材料选型的经验，梳理一些常见的认识误区，本篇文章将重点介绍：
光伏背板认识误区之七：会呼吸的痛
一直以为想念才是会呼吸的痛，进入光伏才知道组件也有会呼吸的痛。
据介绍，会呼吸的背板是指空气中的水分子能够渗透过背板进入组件内部，在阳光照射下，进入组件内部的水分子又能穿过背板进入空气中。
怎么理解呢？下面这个试验可以说明这一过程：
相关资料进一步解释认为，组件内部除了水分子，还有其它一些小分子如EVA水解后产生的醋酸分子也能随着水汽排出，从而避免醋酸对电池片长时间的腐蚀导致组件功率的衰减。
是卖点，还是解释？
那么这样的自呼吸特征，是不是背板所需？又能不能进一步成为这种背板的卖点呢？
一篇《一种自呼吸型太阳电池背板及其加工工艺》认为：能够更好地阻隔水蒸气，使得其防潮性能好，电气性能和耐候性能好，使得各层材料的阻隔性能比较均一，从而避免在太阳电池组件生产过程中造成的气泡、凸点、鼓泡等问题，使得生产的组件满足使用的需要。
笔者通过调查背板水汽透过率相关标准发现：
2013年10月发布的《CQC 3308-2013光伏组件封装用背板技术规范》、2014年12月发布的《GB/T 31034-2014 晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》里均提到“对背板的…、水蒸气透过率…”，并做出了详细要求。
从上图我们可以看出，背板的水蒸气透过率是 ≤ 2.0 g/(m2.24h)。照此理解，背板的水蒸气透过率应该是越小越好。
很显然，所谓自呼吸，是指背板并不能完全阻隔水蒸气，在仍有一定水蒸气透过率的范围内，水蒸气是自由“呼、吸”的。自呼吸只是解释了被吸入的水蒸气在一定条件下可以被“呼出”，不会被单向吸入，在组件内部积累水蒸气，产生气泡。
而从理论上来说，在水汽透过率范围之内，任何材料都可以是自呼吸的，哪怕是水汽透过率几乎为零的玻璃。那么，回归到背板，难道背板自呼吸其实是在掩饰其水汽透过率不够低的困境？
如此，自呼吸特征是否为背板所需这一点不言而喻，这并不是背板水汽透过率定义下的优势。
当然，有一种情况下背板可以是完美的自呼吸。倘若水汽透过率能够做到单向：进来的少，出去的多。然而，到目前为止，笔者并没有听说过这样的单向透过性背板介绍。
“吸入的”一定能被“呼出吗”？
任何材料都有一定的水蒸气透过率，或高、或低而已。在可控的水蒸气透过率范围内，“吸入”的是不是一定被“呼出”了呢？
答案是“不一定”。
呼出与吸入的量是否能达到平衡，这一方面取决于内外水汽的浓度差，另一方面要看吸入的水蒸气是否被内部材料吸收或发生化学反应。
对于组件来说，吸入的水蒸气肯定不会都被呼出。因为：吸入的水蒸气部分与组件内的EVA封装材料会发生水解化学反应，生成了醋酸和乙醇。被“呼出”的不仅是水蒸气，还有醋酸、乙醇。
这一点，前面已经解释过。从化学的角度来看，当醋酸、乙醇中的任何一种成分被呼出背板，EVA的水解反应就是完全“不可逆”了，换句话说，对EVA材料的破坏就是永久性的了。
而最大程度地防止水蒸气进入破坏EVA层，这正是所有背板标准中的水汽透过率指标所追求的效果。
降低背板水汽透过率才是正解
笔者认为，所谓“会呼吸”的背板主要是针对双玻组件而生。从水汽透过率的角度，再好的背板也比不过玻璃，这一点背板是完败的。
但双玻组件一直被诟病的一点是水汽会从无边框组件的边缘渗入，并与EVA发生水解，从而发生边缘脱层，并伴随有气泡产生。（☞☞双玻光伏组件边缘产生气泡？）
如果组件内部的水分子是通过玻璃渗入的，那么在玻璃水汽透过率的范围内也能被呼出玻璃。而如果是从组件边缘渗入的，那么由于玻璃超低的水汽透过率，就可能造成水分子无法在干热条件下从玻璃面排出，因而可能出现气泡。
但对于双玻组件来讲，两面的玻璃已经能够完全阻隔水汽进入，唯一薄弱处是在边缘，对此，有人提出可以适当增加电池片到组件边缘的距离来解决。此外，现在很多双玻组件也开始安装小边框，有了硅胶密封的小边框，双玻组件在很大程度上可以防止水汽从边缘进入。
防止了水汽进入，也就不存在内部水汽，以及内部EVA水解，哪里还需要“呼出”水汽和醋酸分子呢？
而自呼吸型的背板，恰恰在说明自己的水汽透过率有问题，以及由此引发的EVA不可逆水解过程。即使能通过“自呼吸”攻击双玻的脱层、气泡问题，最终效果也是“杀敌八百、自损一千”，更何况双玻的脱层、气泡问题更多的是来自早期双玻的工艺缺陷，多大程度上能归因于“水汽”还很难说。
【所以】 回到背板认识新误区之七。在水汽透过率范围之内，任何材料都可以是“自呼吸”的，而对于组件来说，如“想念”一般，背板会呼吸何尝不是一种痛？降低水汽透过率才是正解。
水汽透过率到底多低才能形成对组件的有效保护？这不仅是研发人员的难题，也是标准制定者的难题。而解决这一难题的办法就是加速老化和户外实证。（作者：Cai-ming）
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