1、KPK® 背板

在化學結構上，氟碳鍵是最強的化學鍵，完全不受UV破壞。所以氟聚合物的耐老化性與聚合物內的氟含量有直接關系。舉例來說，PVF聚合物的氟含量是41%，而Kynar®PVDF的氟含量是59%，Kynar® PVDF的戶外耐候性要好于PVF。

KPK®是阿科瑪公司注冊的商標，是Kynar® 3層結構膜/PET/Kynar® 3層結構膜三層復合的專利結構背板。其中K層的Kynar® PVDF 3層結構膜是由外部2層純PVDF，中間一層添加顏料的PVDF層組成。

表面的純PVDF層能夠提供如下性能，

-抗霉菌性

-耐鹽霧性

-耐粉化性

-熱穩定性

-最好的阻隔性能

中間一層含顏料的PVDF層則可以阻隔紫外線和反射來自太陽的熱量。

通過這樣的結構設計可以完全發揮出Kynar® PVDF的優異性能。


2. KPK®背板的性能

本文從耐候性，熱穩定性，和耐風沙侵蝕幾個方面說明KPK®背板在中國西部電站的適用性。

2.1 耐候性

以下測試通過QUV測試及佛羅里達天然加速老化條件下來證明KPK®背板仍能保持極好的性能，從而保證了PET層及整體背板的機械強度。

QUV A測試條件是：8小時光照，1.55輻照（340nm），溫度60攝氏度；然后4小時無光，45攝氏度水冷凝。（ASTM G154， 6個循環）

QUV B測試條件是：8小時光照，0.89輻照（313nm），溫度60攝氏度；然后4小時無光，45攝氏度水冷凝。（ASTM G154， 6個循環）

佛羅里達：45度傾角直接正面曝曬

紫外線的波長越小，能量越高。因為QUVB的波長（313nm）小于QUVA（340nm），所以QUVB測試要比QUVA測試環境更加苛刻。QUVB測試更適合用來模擬中國西部的嚴酷自然環境。

圖1表明經過5000小時的QUVB老化測試，KPK®背板具有很好的性能保持性。從圖2中可以清晰看出KPK®背板的耐候性要好于PVF背板。經過5000小時QUVA老化后，PVF背板的光澤保持率只有不到20%，電鏡微觀分析表明這是PVF材料表面遭受侵蝕和降解粉化的結果。而KPK®背板在5000小時QUVB老化后的光澤保持率仍然是100%。

（*5000小時QUVA紫外老化測試劑量相當于中國西部戶外組件背面的21年輻照總量。）

所有加速老化測試和2006年使用至今的數據表明KPK®板能夠很好滿足中國西部電站極端耐氣候的要求。

2.2 熱穩定性和熱反射

中國西部地區白天的溫度很高，背板材料的熱穩定性和熱反射對背板性能很關鍵。Kynar®膜具有很高的相對熱指數（RTI）值說明，在長期熱老化后，Kynar® 膜能夠保持良好的性能，主要原因是表皮純的PVDF優異的抗氧化性能。

另外，沙漠地帯日照強烈，如果熱量積聚會影響發電效率。如果背板的總太陽光反射率（TSR）越高，越好，可以有效反射大部分的熱量。圖3顯示Kynar® 三層結構膜的TSR（85%）高于PVF膜（70%）。原因是白色比灰白色具有更好的熱反射性。

2.3 耐風沙侵蝕

耐沙磨性是中國西部沙漠地區的特殊要求，眾所周知，揚沙的大小分布每個沙漠都是不同的，Mitchell et al對中國寧夏的風沙研究結果是當地的風沙中間值是189微米。 下圖演示了風力對不同粒徑沙粒輸送高度，風力吹起風沙對背板才會磨蝕背板，在寧夏存在著包括大于189微米的沙子是可以被吹起的。

所以，我們試驗采用ASTM的砂子尺寸為600微米。這樣可以包括在所有嚴苛條件下來測試背板耐磨性，并在紫外老化測試耐磨性。

從表1可以看出：

（1）從新膜的耐磨蝕性能來看，Kynar®三層結構膜耐磨系數是1.90 L/ µm, PVF 是1.82 L/ µm。30微米的Kynar®三層結構膜和38微米的PVF接近。

（2）在5000小時紫外老化后，相當于21年的戶外應用。 PVF膜耐磨性下降20%，即老化后耐磨性保持率為80%；Kynar®三層結構膜耐磨性下降14%，即老化后耐磨性保持率為86%。

（3）Kynar®三層結構膜而且表面沒有粉化，而PVF開始粉化。由此，表征經過紫外老化后的性能最佳，可以適用于沙漠地帯長期耐沙蝕。

如果38微米厚PVF膜可以長期適用于沙漠地帶的應用，那么Kynar®三層結構膜同樣可以，并可能更好。

3.結論

通過本文討論，可以發現KPK®背板具有優異的耐候性，很好的熱穩定性，高陽光反射值以及UV老化后出色的耐沙磨侵蝕性能，完全滿足中國西部強風沙地區的嚴酷的自然環境要求。KPK® 背板是中國西部電站最好的選擇之一。