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一、功能

背板（Backsheet）是用在太陽能組件背面，直接與外環(huán)境大面積接觸的光伏封裝材料，其應(yīng)具備卓越的耐長期老化（濕熱、干熱、紫外）、耐電氣絕緣、水蒸氣阻隔等性能。因此，背膜要在耐老化、耐絕緣、耐水氣等方面滿足太陽電池組件25年的環(huán)境考驗(yàn)，起到封裝組件原輔料、保護(hù)太陽能組件、隔絕匯流帶的作用。

1.1、封裝

太陽能組件生產(chǎn)工藝是將鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、背板按照從下到上的順序經(jīng)過層壓粘合在一起，背板與鋼化玻璃將電池片和EVA封裝在內(nèi)部，通過鋁邊框和硅膠密封邊緣。作為組件的背部封裝材料，對背板的相應(yīng)性能有較高的要求，比如抗?jié)B水性等。

1.2、保護(hù)

太陽能組件的使用年限是25年，而且太陽能組件的工作環(huán)境非常惡劣，有的安裝在在荒涼的戈壁沙漠，晝夜溫差大，飛沙走石；有的組件工作的地方經(jīng)常有雷雨，冰雹等惡劣天氣；有的組件安裝在海拔很高的高原，紫外線輻射量非常大。因此，對于組件的保護(hù)就顯得非常重要，不僅要求組件的原輔料要有至少25年的使用年限，作為背面保護(hù)材料，背板更要有優(yōu)異的抗老化，抗紫外線，抗?jié)B水，抗高溫高濕，防火絕緣等性能。

1.3、隔絕

背板具有優(yōu)異的絕緣性，在組件生產(chǎn)過程中，為了避免匯流帶短路，經(jīng)常使用背板作為隔絕填充材料。而且，為了組件美觀，背部顏色一致，因此背板是最佳選擇。

二、分類

光伏背板的分類有多種，最常用的有兩種，即按制造工藝分為涂布型和復(fù)合型；按含氟材料分為雙面含氟背板、單面含氟背板、無氟背板三種。

2.1、制造工藝

背板的加工方式有2種：涂布和復(fù)合。

涂布相對復(fù)合來說成本相對較低，工藝相對簡單。兩種工藝都是成熟工藝，做出來好產(chǎn)品沒什么大問題，關(guān)鍵是背膜表面的氟（F）材料。背板的主要特性是靠氟材料來體現(xiàn)的，一般來說，氟材料無論是復(fù)合膜還是涂料,只要加工得當(dāng)，氟元素含量足夠，背板的耐侯性和阻隔性都不是問題。但是組件廠家先是使用聚氟乙烯（PVF）復(fù)合膜，并且也通過20多年的使用驗(yàn)證，所以目前使用PVF等類似的氟膜背板接受程度還是比使用氟涂料涂布形成的背板高。但是從原理上來說，其實(shí)是差不多，F(xiàn)涂料在跨海大橋等一些對耐侯性要求高的地方使用年限也有30多年了。

當(dāng)前，國內(nèi)背膜產(chǎn)業(yè)還處于起步發(fā)展階段，其開發(fā)生產(chǎn)企業(yè)多分布于中國大陸長三角地區(qū)。以臺虹、賽伍、樂凱、匯通為代表的背膜企業(yè)主要采取以PVF、PVDF或ETFE等氟膜與PET基材通過膠粘劑粘結(jié)復(fù)合而制備復(fù)膠型背膜，其氟膜基本依賴進(jìn)口，背膜制造成本較高。以蘇州中來、哈氟龍、福斯特等為代表的背膜企業(yè)通過以四氟樹脂（PTFE）或三氟氯乙烯樹脂（CTFE）為主體樹脂的涂料采取涂覆方式與PET基材復(fù)合而開發(fā)制備涂覆型背膜，在背膜成本與技術(shù)方面具有較大優(yōu)勢。

由于國內(nèi)復(fù)合型背膜制造企業(yè)在主要原材料和核心技術(shù)方面不具備成本和質(zhì)量的優(yōu)勢，造成產(chǎn)品整體的核心競爭力與利潤空間較低。而蘇州中來公司通過自主研發(fā)，在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面和四氟涂層（FFC）表面分別采取全球首創(chuàng)的等離子體硅鈦化處理技術(shù)和等離子體氟硅氧烷化處理技術(shù)，顯著增加了PET和FFC的表面能和活性化學(xué)基團(tuán)數(shù)量，使PET與FFC之間、FFC與EVA之間不但具有物理吸附，還產(chǎn)生化學(xué)分子的接枝，使得FFC氟涂層與PET結(jié)合力超強(qiáng)，與EVA的粘結(jié)力大幅度提高，經(jīng)過85℃*85%RH2000小時(shí)老化測試它們之間不分層不脫層。目前，蘇州中來四氟型太陽電池背膜已通過了TUV、SGS、UL等國際認(rèn)證，并在國內(nèi)外光伏企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

2.1.1、涂布

氟碳涂料經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，在建筑、化學(xué)工業(yè)、電器電子工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為繼丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有機(jī)硅涂料等高性能涂料之后，綜合性能最高的涂料品種。目前，應(yīng)用比較廣泛的氟樹脂涂料主要有聚偏氟乙烯（PVDF）、三氟氯乙烯樹脂（CTFE）、四氟樹脂（PTFE）三大類型，我國也是繼美國、日本之后第三個(gè)擁有氟碳涂料合成技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家。

以氟樹脂跨國企業(yè)（如日本旭硝子、大金和法國阿科瑪?shù)龋╅_發(fā)生產(chǎn)的PVDF、CTFE、PTFE樹脂為主體樹脂制備的氟碳涂料，廣泛應(yīng)用于橋梁、大廈、鐵路、通信設(shè)施的表面防護(hù)上，并經(jīng)受了40年以上的戶外嚴(yán)酷考驗(yàn)，表現(xiàn)出極佳的耐候性能。

同時(shí)，目前包括低溫等離子體改性技術(shù)、輻照改性技術(shù)、真空等離子體化學(xué)接枝技術(shù)在內(nèi)的材料表面改性技術(shù)已較為成熟。因此，將氟碳涂料、PET表面改性技術(shù)、氟涂層表面改性技術(shù)等應(yīng)用于太陽電池背膜的開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)不使用膠粘劑并具有優(yōu)異長期耐候性能的低成本高品質(zhì)涂覆型背膜產(chǎn)品是完全可行的。

涂布背膜包括厚度100～350μm的PET薄膜基體，基體兩面涂覆有15～30μm的含氟聚合物涂層，其中一面含氟聚合物涂層上涂覆有0.5～5μm的粘合劑層；所述的含氟聚合物涂層由各原料組分按配比混合后經(jīng)砂磨處理得到的混合乳液直接涂覆在PET薄膜基體上得到，所述含氟聚合物涂層的原料包括如下質(zhì)量配比的組分：

含氟涂料30～55％，

溶劑20～40％，

交聯(lián)劑和固化劑2～6％，

填料15～40％。

2.1.2、復(fù)合

復(fù)合型太陽電池背膜（TPT、TPE等）多是以歐美一些氟化工企業(yè)開發(fā)的PVF或PVDF等氟膜通過膠粘劑與PET基材粘結(jié)復(fù)合而成。復(fù)合型背膜由于其內(nèi)部PET基材兩面存在膠粘劑，而膠粘劑的質(zhì)量水準(zhǔn)不一，加之復(fù)合工藝良莠不齊，在電池組件戶外長期使用過程中復(fù)合型背膜受濕度與溫度雙重因素的綜合影響，易發(fā)生粘結(jié)膠層水解等損害，最終導(dǎo)致氟膜（PVF或PVDF等）與PET基材的層間剝離，影響電池組件長期使用的可靠性。

同時(shí)，由于制造專利技術(shù)制約和氟膜表面的親水性改性處理技術(shù)等原因，目前PVF和PVDF等氟膜產(chǎn)品還沒有在中國實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。因此，采用PVF或PVDF等氟膜開發(fā)生產(chǎn)雙面含氟和單面含氟太陽電池背膜的中國企業(yè)長期受制于外國氟膜制造商，其背膜制造成本居高不下，且適用于氟膜與PET粘結(jié)的高品質(zhì)膠粘劑多為國外極少數(shù)廠商技術(shù)壟斷，很難進(jìn)口。而國內(nèi)一些背膜生產(chǎn)企業(yè)只能采用一些普通的聚氨酯、環(huán)氧或丙烯酸類膠粘劑，這些膠粘劑容易老化，在性能上無法滿足25年的耐久性要求。

太陽能電池背板復(fù)合膜，由下述三層材料復(fù)合而成：

0.035～0.045mm厚的聚氟乙烯膜；

0.18～0.30mm厚的PET膜；

0.025～0.035mm厚的EVA涂層。

上述太陽能電池背板復(fù)合膜的制備方法包括下述步驟：在聚氟乙烯膜與PET膜表面分別涂覆固化劑，熱熔粘合而得基膜，然后再在PET膜的另一表面涂布EVA涂層即得太陽能電池背板復(fù)合膜。

2.2、含氟材料

如前所述，背板的主要特性是靠氟（F）材料來體現(xiàn)的，背板按照含氟材料可分為雙面含氟背板，單面含氟背板，不含氟背板三種。

2.2.1、雙面含氟背板

市面上雙面含氟背板最常見的是TPT（聚氟乙烯復(fù)合膜），TPT采用復(fù)合工藝，兩面含氟材料為美國杜邦公司生產(chǎn)的Tedlar聚氟乙烯聚合物，中間為PET，通過膠黏劑復(fù)合在一起。內(nèi)層氟材料保護(hù)PET免受紫外線腐蝕，同時(shí)經(jīng)過特殊處理與EVA更好的粘結(jié)，外層氟材料保護(hù)組件背面免受濕、熱、紫外線侵蝕。

雙面含氟背板大同小異，區(qū)別只在氟材料的成分和內(nèi)層氟材料的特殊處理上。比如，伊索TPT背板內(nèi)層經(jīng)過特殊處理，以使其更適合與EVA粘結(jié)，而凸版TPT則不分正反面；又比如，DDF采用PVDF作為兩面含氟薄膜。

從長遠(yuǎn)來看，如果背膜內(nèi)層不含氟材料，不能對背膜的PET主體基材進(jìn)行有效保護(hù)，組件安裝后背膜無法經(jīng)受長期的紫外老化考驗(yàn)，在幾年之內(nèi)組件就會出現(xiàn)背膜黃變、脆化老化等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響組件的長期發(fā)電效能，因此，雙層氟材料背板是完全必要的。

2.2.2、單面含氟背板

單面含氟背板代表產(chǎn)品為美國3M背板,為三層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，成分為：外層THV氟塑料（四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯共聚物），中間PET基體，內(nèi)層EVA。單面含氟背板廠家雖不同，但結(jié)構(gòu)大同小異，內(nèi)層EVA與中間基體基本不變，不同之處可能在于外層氟材料成分不同，比如Tedlar PVF，PVDF等。

由于目前背膜開發(fā)生產(chǎn)企業(yè)考慮到雙面含氟材料給整個(gè)背膜生產(chǎn)造成的成本壓力，廠商采用了EVA材料（或其他烯烴聚合物）替代雙面含氟的TPT結(jié)構(gòu)背膜中EVA粘結(jié)面（光照面）的氟材料，從而出現(xiàn)了單面含氟的TPE結(jié)構(gòu)的背膜。此類TPE結(jié)構(gòu)的背膜在與組件封裝用EVA膠膜粘結(jié)后，由于其光照面無含氟材料，不能對背膜的PET主體基材進(jìn)行有效保護(hù)，組件安裝后背膜無法經(jīng)受長期的紫外老化考驗(yàn)，在幾年之內(nèi)組件就會出現(xiàn)背膜黃變、脆化老化等不良現(xiàn)象，嚴(yán)重影響組件的長期發(fā)電效能，因此單面含氟的TPE結(jié)構(gòu)的背膜是不適用于晶硅太陽電池組件的封裝使用的。

2.2.3、不含氟背板

不含氟背板是通過膠粘劑將多層PET膠粘復(fù)合而成，主要品種有PE，DNP等。

不含氟背膜從材料本身特性上無法滿足商用晶硅太陽電池組件25年的濕熱、干熱、紫外等環(huán)境考驗(yàn)與使用要求，也就很難適合用于晶硅太陽電池組件的封裝。但是它適合中短期使用年限的組件，如5~10年期限。