1、光伏背板全方位解析2016-1-259:29:49來源：索比光伏網(wǎng)評論：0本文將為您初步介紹光伏背板的分類、使用的材料、性能及光伏背板的發(fā)展趨勢。一、光伏背板的概念及結(jié)構(gòu)太陽能電池背板也稱為太陽能電池背板膜、光伏背板、光伏背板膜、太陽能背板。廣泛應(yīng)用于太陽能電池(光伏)組件，位于太陽能電池板的背面，在戶外環(huán)境下保護(hù)太陽能電池組件不受水汽侵蝕，阻礙氧氣防止組件內(nèi)部氧化，具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性、耐高低溫、耐腐蝕性。可以反射陽光，提高組件轉(zhuǎn)換效率;具有較高的紅外反射率，可以降低組件溫度。光伏背板的結(jié)構(gòu)如圖1所示，一般分為五層，核心有三層：(1) 外層保護(hù)層即耐候?qū)樱簽榱肆己玫哪秃蛐裕话?/p>

2、要求外層材料含氟，PVF和PVDF是眾所周知的兩種耐候性高分子材料，因其內(nèi)部存在的C-F鍵鍵能是485KJ/mol，是有機化合物共價鍵中鍵能最大的。只有波長小于220nm的光子才能解離C-F鍵，而陽光中這部分光子只占不到5%，而且容易被臭氧層吸收，能到達(dá)地面的極少。也有廠家使用THV及ETFE、ECTFE。涂膜結(jié)構(gòu)的PTFE也很常見。(2) 中間層：起支撐作用，要求能耐高低溫，機械性能要穩(wěn)定，電絕緣性優(yōu)良，抗蠕動性、耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都要好，氣體和蒸汽滲透率要低。一般用改性PET材料。(3) 層壓粘結(jié)層：未經(jīng)改性的含氟薄膜及PET，與EVA粘結(jié)牢度差，所以需要使用改性的含氟材料或粘

3、結(jié)性強的EVA、PE、PA膜。圖1光伏背板的結(jié)構(gòu)二、光伏背板的分類按背板的膜分類，可分為三種：一種為涂膠復(fù)合式背板膜，在PET聚酯薄膜兩面復(fù)合氟膜或者EVA膠膜，三層結(jié)構(gòu)。一種為涂覆背板膜，在PET聚酯薄膜兩面涂覆氟樹脂，經(jīng)干燥固化成膜。還有少數(shù)廠家采用交聯(lián)反應(yīng)法，在PET兩面通過交聯(lián)劑反應(yīng)制作復(fù)合膜或EVA膜。按材料不同分類，背板可分為FPF（以TPT為代表）、KPK、FPE（以TPE為代表）、KPE及多層PET背板、TAPE（T層和P層之間加入鋁層）、TFB（PVF/PET/含氟粘結(jié)層）、KFB（PVDF/PET/含氟粘結(jié)層）、BBF（THV/PET/EVA）、FFC（PET雙面涂改良PT

4、FE）、KPC（PVDF/特殊處理PET）、KPF（蘇州塞伍發(fā)明，氟皮膜技術(shù)，結(jié)構(gòu)是PVDF/PET/氟皮膜）、PPC（特殊處理PET/耐候PET）等。三、光伏背板中所用的化學(xué)材料1、PVFPVF,學(xué)名聚氟乙烯，由氟和氟碳分子的共聚體擠壓而成的共聚物。做PVF薄膜最有名的是美國杜邦公司，杜邦的注冊商標(biāo)TEDLAR就是現(xiàn)在光伏行業(yè)用的最多的PVF薄膜。TPT或TPE中的T就是指TEDLAR。美中不足的是涂覆薄膜表面較易出現(xiàn)針孔，且薄膜的水汽阻隔能力也較差。另外，PVF材料本身含氟量低，PVF薄膜需要有足夠的厚度來保證其性能。2、PVDFPVDF，學(xué)名聚偏氟乙烯，是目前含氟材料中產(chǎn)量排名第二的大產(chǎn)

5、品。做PVDF最出名的是法國阿科瑪公司，阿科瑪?shù)淖陨虡?biāo)KYNAR就是現(xiàn)在光伏行業(yè)做背板最多的PVDF薄膜，KPE或KPK中的K就是指KYNAR。其他著名的品牌有韓國SKC、日本吳羽、東洋鋁業(yè)，國內(nèi)生產(chǎn)商主要有海優(yōu)威公司、杭州福膜、佛塑。PVDF的密度是PVF的1.31.4倍，分子結(jié)構(gòu)上多一個F，所以比PVF耐候性、阻隔性更好，但是PVDF成型困難，需要加2030%左右的亞克力增塑劑（如PMMA等丙烯酸類材料），容易造成局部老化，橫向斷裂伸長率低，且熱老化和濕熱老化后進(jìn)一步下降變脆，長期戶外應(yīng)力老化下有開裂風(fēng)險。3、PETPET即聚對苯二甲酸乙二醇酯，又稱聚酯薄膜，乳白色或淺黃色高度結(jié)晶的聚合

6、物。長期使用溫度可達(dá)120°C，短期使用可耐150°C高溫，可耐70°C低溫。但是在高溫高濕環(huán)境中容易水解，在紫外光下容易發(fā)生光降解反應(yīng)。4、PEPE即聚乙烯，由乙烯聚合而成，是應(yīng)用廣泛的高分子材料。化學(xué)穩(wěn)定性好，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良。5、EVAEVA即乙烯醋酸乙烯共聚物，它的化學(xué)穩(wěn)定性好，吸水性小，高透明，與各種界面均有高粘著力，熔點低、易流動，適用于各種玻璃的夾膠工藝。6、PA聚酰胺即尼龍，具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其它填料填充增強改性，提高性能和擴大

7、應(yīng)用范圍。此類背板常見的有奧地利的老牌背板公司Isovoltaic以及在市場上開始有動作的背板企業(yè)索拉菲斯。7、THV（四氟乙烯六氟丙烯偏氟乙烯共聚物）THV是美國Dyneon公司在20世紀(jì)80年代開發(fā)的一種新型含氟材料，應(yīng)用在3M公司的BBF（THV/PET/EVA）背板上，也是目前唯一的生產(chǎn)廠家，現(xiàn)Dyneon公司已作為3M的子公司開始運作。THV是目前市場中最柔軟的氟塑料，當(dāng)和其他材料復(fù)合成多層結(jié)構(gòu)時，柔韌性非常突出。THV的另一個重要特點是本身容易粘接，無須表面處理就能與其他材料粘接，背板的復(fù)合制作工藝和用硅膠粘貼接線盒都十分簡便，特別適用于對背板要求柔軟的場合。8、ETFE（乙烯四氟

8、乙烯共聚物）日本旭硝子株式會社研發(fā)的ETFE薄膜，由原料到薄膜完全自產(chǎn)，具有良好的耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性，不過市場用量并不多，國內(nèi)背板生產(chǎn)企業(yè)，如樂凱公司，有在批量使用。9、ECTFE（乙烯三氟氯乙烯共聚物）ECTFE由杜邦公司在1946年開發(fā)成功，目前商品化的產(chǎn)品只有蘇威等極少數(shù)公司能提供。ECTFE是乙烯和三氟氯乙烯1:1的交替共聚物，具有典型的氟塑料的耐化學(xué)腐蝕性能，沒有一種溶劑在120°C下能侵蝕ECTFE或使其應(yīng)力開裂，而且具有很高的耐候性和阻隔性。在商品化光伏電池背板中，美國的霍尼韋爾公司生產(chǎn)的PowerShield3W背板產(chǎn)品就是使用的ECTFE這種材料作為外層的耐候材料。

9、10、PCTFE（三氟氯乙烯樹脂）、PTFE（聚四氟乙烯）、FEVE（氟乙烯與乙烯基醚共聚物）采用PCTFE、PTFE、FEVE材料的背板多采用涂覆法制備，大部分由國內(nèi)江浙一帶企業(yè)生產(chǎn)。背板采用氟碳涂料涂布到PET薄膜上，替代氟塑料薄膜，具有較好的經(jīng)濟性及較短的生產(chǎn)周期。我國也是繼美國、日本之后第三個擁有氟碳涂料合成技術(shù)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家。對主要含氟材料的性能做了個簡單的對比如表1所示。分會溫崖SL指數(shù)車.22D3&D斗THT120*225440雖wECTFE23245>30052/V-ETFE29T27D330056/V；'PCTFE2«"21D31

10、OL9S?XETFE32741546/Eh表1各種含氟材料特性比較*oxygenindex氧指數(shù)（01）是指在規(guī)定的條件下，材料在氧氮混合氣流中進(jìn)行有焰燃燒所需的最低氧濃度。以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)的數(shù)值來表示。氧指數(shù)高表示材料不易燃燒，氧指數(shù)低表示材料容易燃燒。四、光伏背板的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)由于背板的重要性，組件廠家對背板的測試非常嚴(yán)格，即使一線品牌的背板廠家也經(jīng)常會通不過測試。以中盛光電的多年積累的檢測數(shù)據(jù)為例，背板通不過測試的原因主要有DH2000（濕熱老化85°C,85%濕度，2000小時）失敗、UV測試后黃變、TC200（溫度循環(huán)-40C至+85C）失敗、與EVA粘接力低這幾類，具

11、體分類及占比如圖2所示。測試失敗的背板中不乏一線背板廠家的產(chǎn)品。其中DH2000和UV是最容易失敗的兩個測試項目，所以現(xiàn)在的組件廠家對背板透水率及黃化系數(shù)的要求也越來越高了。3%DH2DCILI未誦討15%kSI%UV后黃蠻TC2嘰失敗15%3IK勻部分EVA粘接力低圖2光伏背板測試失敗的原因五、光伏背板的主要生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品背扳酷構(gòu)廠高雙pw/lw/lwIkcwoltn加nBueil/合40V凸Ifi/SFEPW/reT/F¥F/PrirKrcjeilrnv/IVT/pwkrwel幽冊墓缶/彌明rw/m/pw/mEcm/kn/teTFEHbKyvll單PVF/IWT/kUKENfcLea/K/Trnv/ln/fvP¥W/SiJGx-reT/rtT/FOTH?7reT/KV4SBfxwAwt/fevex/rer/t驢pkt/t/poPKT/k¥TQSLPBT/O民產(chǎn)表2光伏背板的主要生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品六、光伏背板的發(fā)展趨勢驅(qū)動光伏背板行業(yè)前進(jìn)的內(nèi)在動力主要是性能和成本。從性能看，高要求組件的背板基本是使用含氟材料來保護(hù)P