太阳能电池背板防火阻燃特性探讨

最近，一则屋顶光伏组件着火的新闻引起社会的广泛关注，一个现实问题摆在大家的面前：安装在屋顶的太阳能电池组件，将作为房屋建筑材料的一部分，是否会存在火灾安全隐患?随着分布式太阳能电站逐步推广将深入居民生活，这个问题也越来越受到大家的关注。

建筑材料的防火设计是预防火灾隐患的根本措施，国内外均有成熟防火设计规范并予以强制执行，这也是消防安全一直强调“安全第一、预防为主”的指导思想。根据IEC61730之《光伏PV组件安全鉴定》之要求，用于屋顶材料或安装在屋顶上的太阳能电池组件，需要进行飞火试验和表面延烧试验，阻燃试验方法参照ANSI/UL790标准执行。据此标准，分布式光伏电站中太阳能组件作为屋顶材料的一部分，其阻燃等级必须达到Class A级要求。

目前绝大多数太阳能电池组件均采用高分子复合材料的绝缘背板，其防火阻燃特性参差不齐，是整个组件的防火薄弱环节，对组件的防火安全显得尤其重要。我们有必要对背板材料的防火阻燃特性做对比了解。

要回答这个问题，我们先弄清楚作为建筑材料的防火阻燃要求。

国际上比较通用的建筑材料防火阻燃等级分类规范，是参照ASTME84(美标)指定的。根据其防火阻燃测试方法试验测得的火焰传播指数值(FSI)值及烟密度将材料分为A、B、C三类：

A类要求：FSI值0-25且烟指数小于450。

B类要求：FSI值26-75且烟指数小于450。

C类要求：FSI值76-200且烟指数小于450。

ASTME84规定指出FSI值越小的材料，火灾危险性越小。高层建筑和楼道，应采用FSI<25的材料，25100的材料不符合阻燃的要求。

由此可见，分布式电站太阳能电池将作为建筑材料的一部分，其绝缘背板的FSI<25是必须，而原来的IEC61730《光伏PV组件安全鉴定》对背板材料要求FSI<100，显然这样的标准是不够的。

目前太阳能电池组件背板，典型的是“氟膜+PET+氟膜”式的三明治结构。作为外层与空气面接触的含氟薄膜的阻燃特性对背板影响特别关键，选用防火阻燃等级高的氟膜是提高背板防火特性的关键。

含氟薄膜的阻燃特性与其氟含量是有必然关联的。目前市场上主要有两大类氟膜产品用于太阳能背板，分别是PVF和PVDF。PVF树脂理论含氟量为41%; PVDF树脂理论含氟量为59%。很明显PVDF含氟量高于PVF，PVDF的阻燃性能完全优于PVF。PVDF的氧燃烧指数是46，PVF仅为26,氟含量最高的PTFE氧燃烧指数达到95，是工程塑料改性不可货缺的阻燃剂之一。因此选用氟膜复合的背板阻燃性能明显优于不含氟的背板。