2020年中國光伏技術發(fā)展報告
—— 晶體硅太陽電池研究進展(10)

中國可再生能源學會光伏專業(yè)委員會

(中國可再生能源學會，北京 100190)

8) KPx(TPx)。一些光伏背板企業(yè)設計了特定的內層結構，如KPx，其中x可以是聚合物(含氟或非氟)—— O、M、C或f(O可以是聚烯烴，M為金屬材料，C表示涂敷，f表示超薄氟膜)。KPO由中天公司開發(fā)；KPM由明冠公司開發(fā)，京都電子開發(fā)的一種氟聚合物膜也屬于這種類型。中來公司起初開發(fā)CPC，后來改做TPC，以最外層的Tedlar作為抗UV層；隨后，明冠公司開發(fā)的TPM、中天公司開發(fā)的TPO也都遵循了同樣的理念。

9) 非氟背板及無PET背板。目前主流背板都有2個共同點：一是具有含氟膜；二是含有PET核心層。隨著光伏行業(yè)對光伏組件戶外性能的理解逐漸加深，以及環(huán)保意識的增強，許多公司已經開始開發(fā)非氟背板，甚至是無PET的背板。前文提到的康維明公司的PPE背板即為典型的無氟背板；荷蘭皇家帝斯曼公司推出的APO系列背板，其外層為聚酰胺，核心層和內層均為改性聚烯烴；德國材料公司Bischof+Klein也推出了聚烯烴體系的無氟背板。后兩家公司不但采用無氟背板，甚至連核心層也不使用PET，而是改用聚丙烯(Polypropylene)材料。國內的浙江中聚材料公司采用3層共擠型背板，3層全是PO(Polyolefin)膜，這種膜的特點是具有比3層含氟復合膜更好的環(huán)保特性，在國內市場受到推崇。印度的Shingi太陽能公司開發(fā)了全部使用改性聚烯烴的背板，簡稱PPP。

根據TaiyangNews在2019年的調研結果，有49家背板企業(yè)生產含氟背板，31家背板企業(yè)生產非氟背板，且許多背板企業(yè)同時生產含氟背板和非氟背板，只有少數(shù)幾家背板企業(yè)只生產非氟背板。

PERC太陽電池在2019年占據了70%的市場份額，此外，n型TOPCon太陽電池和HJT太陽電池也逐漸占據了一定的市場份額，BSF多晶硅太陽電池的市場份額將進一步受到擠壓。這些單晶硅太陽電池的一大特色是可以制備成雙面太陽電池，若要雙面發(fā)電則需要制備雙面透光的光伏組件。根據ITRPV的預測，2019年雙面光伏組件的全球市場份額為15%，而在2029年，雙面光伏組件的全球市場份額將會達到60%，如圖51所示。

圖51 全球市場中雙面光伏組件的占比情況Fig. 51 Proportion of bafacial PV modules in global market

根據TaiyangNews在2019年的調查，背板為玻璃的光伏組件的市場占有率為11%，其在2020年將會達到18%。這將極大地擠壓塑料背板的空間。此外，為適應雙面太陽電池的發(fā)展，目前產業(yè)上研發(fā)出了透明有機背板，這種背板在2019年的市場占有率約為1.4%。

根據Bloomberg的預測，2019年，全球光伏組件市場的銷售規(guī)模為113～130 GW，若按照70%為PERC太陽電池計算，將會有80～90 GW是具有雙面發(fā)電能力的單晶硅太陽電池。當然，市場端未必都需要將這種單晶硅太陽電池制備成雙面光伏組件，但相信在2019年雙面光伏組件的市場份額將會上升。

8.3 光伏背板的選擇

當前已有大量的背板種類可以選擇，并且可選擇的種類還在增加。除了價格之外，光伏組件制造商如何選擇背板成為一個重點。理想情況下，背板的選擇應該考慮光伏組件安裝點的氣候條件，例如，在沙漠地區(qū)，可以不考慮濕度，最重要的是要保護光伏組件免受強烈的UV輻照；而在熱帶氣候區(qū)域，不得不考慮濕熱的氣候特性。

如今，背板市場提供的產品可適應光伏組件不同的工作環(huán)境。產業(yè)界廣泛認為含氟聚合物非常適合應用于UV輻照較強的區(qū)域。根據Arkema公司相關人員的介紹，如果在中國西北部的光伏電站安裝采用無氟背板的光伏組件，那么將會在2～10年內出現(xiàn)一些嚴重的問題。實際上，中國作為全球最大的光伏市場，其光伏產業(yè)界普遍認為，非氟聚合物在一些地方有可能會出現(xiàn)變黃、有裂紋或厚度變薄的問題。因此，大多數(shù)光伏組件制造商現(xiàn)在都使用含氟的膜，至少光伏組件外層是含氟的。在中國的西北地區(qū)，UV輻照非常高，光伏電站建造商通常選擇雙面都含氟的背板，同時趨向于背板外部的含氟層還具有阻隔濕氣的功能。當然，實際情況是中國的光伏應用市場起步較晚，非氟背板的應用很少，也沒有很多的戶外含氟背板和非氟背板的使用案例來對比驗證這樣的觀點。隨著非氟背板市場占比的緩慢攀升，光伏產業(yè)從業(yè)人員正在經歷傳統(tǒng)觀念的轉變。

但是在全球其他地區(qū)卻呈現(xiàn)出不同的背板需求特征。圖52給出了2016年全球不同地區(qū)的光伏背板市場份額的情況。由圖可知，中國的非氟背板的市場份額僅為21%，而歐洲的非氟背板的市場份額卻達到了72%，日本的達到了74%，這是一個值得研究的問題。日本市場或許是出于價格原因采用無氟背板，但或許也與歐洲和日本的光伏電站多為屋頂戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)有關。

圖52 全球不同地區(qū)的光伏背板市場份額情況Fig. 52 Market share of PV backplane in different regions of world

中國的賽伍公司和晶茂公司提供含氟背板。提供非氟背板的公司有：意大利的康維明公司、德國的Feron公司、荷蘭的DSM公司、中國浙江的中聚公司，以及比利時的AGFA公司和印度的Shingi Urja公司。其他一些知名公司，比如明冠、杭州福斯特、Krempel、Toyal和中天光伏等公司產品中至少有1種產品同時含有氟和非氟成分。

蘇州中來公司選擇了不同的策略，其中國分公司提供全氟聚合物的產品，同時非含氟聚合物產品通過其意大利Filmcutter公司出售，從而使蘇州中來/Filmcutter提供了全方面的背板方案。其含氟的背板中包括Tedlar和PVDF膜，但基于雙面涂層的背板是該公司的主要產品，TPC結構的產品次之。

Krempel公司對含氟和非氟背板都予了同等重視。但針對不同光伏組件制造商提供不同的產品平臺，并重點推薦PET結構的產品。例如賽伍公司，是含氟聚合物背板的強有力支持者，其借助成品KPf膜成為排名第一的公司，并且KPf膜仍是該公司的主要產品。

中國晶茂公司也提供不同結構的背板，主要推廣的也是KPf結構的背板，并與賽伍公司的內層是氟皮膜、外層是PVDF膜的產品相似。

明冠公司同時提供含氟和非氟產品，但主要是含氟產品。該公司提供常規(guī)的含有Tedlar和PVDF膜的背板，也開發(fā)了一種擁有專利權的內層膜，與Tedlar和PVDF的外層膜組成背板結構。

中天光伏公司的產品主要是基于Tedlar膜和PVDF膜，公司不僅出售背板，同時也為其他背板公司提供PVDF膜。

杭州福斯特公司是封裝材料方面的全球市場領導者，其在背板方面主要是含氟的化合物；由于涂層技術具有低成本優(yōu)勢，該公司推出了基于涂層的解決方案。

AGFA公司于2017年進入光伏背板市場，該公司以X射線、印刷和其他應用領域的膠片產品而著稱，其在2017年推出了被認為能夠提供3層膜結構功能的非氟聚合物單層膜背板。

荷蘭帝斯曼公司也選擇了無氟聚合物背板，其采用3層材料共擠結構。該公司于2017年收購了一家中國的初創(chuàng)型背板制造商—— 蘇州尚善太陽能科技，開始實現(xiàn)已擁有專利的APO背板在中國市場和國際市場的逐步商業(yè)化。

中聚公司推出的是PO背板，選用PO材料制備共擠背板。Shingi Urja公司建立于2016年，其產品為聚烯烴基的背板。德國Feron公司也提供完全基于非含氟聚合物的涂覆型背板。還有幾家較為有名的公司，盡管這些公司并不提供背板，但其提供背板的原材料，例如，杜邦公司提供背板的Tedlar膜樹脂，Arkema公司提供Kynar膜和用于PVDF膜生產的樹脂，杭州的福膜公司是中國領先的PVDF膜供應商，其提供白色、黑色、透明及網格的PVDF膜。

8.4 光伏背板的原材料特性及供求情況

復合型光伏背板的原材料主要包括PET基膜、氟膜和膠粘劑。其中，PET基膜主要提供了絕緣性能和力學性能，但耐候性較差；氟膜提供了耐候性和阻隔性，同時也具有優(yōu)良的絕緣性，但由于氟膜存在回收難、降解難等問題，業(yè)內部分廠家已推出一些替代材料方案；膠粘劑的主要作用是使PET基膜與氟膜材料之間粘結良好、不分層。目前，主流光伏背板的外層保護材料基本上是使用含氟材料來保護PET基膜，高品質的光伏背板一般是通過膠粘劑將氟膜復合貼在PET基膜上。氟材料以氟膜的形式通過膠粘劑復合在PET基膜上的背板為復合型背板；而通過特殊工藝(如卷對卷法)將氟碳涂料直接涂在PET基膜上的背板為涂覆型背板。

8.4.1 PET基膜

PET，即聚對苯二甲酸乙二醇酯，具有優(yōu)良的物理機械性能，長期使用可耐120 ℃高溫，短期使用可耐150 ℃高溫、-70 ℃低溫，且高、低溫對其機械性能的影響很小。生產光伏背板時所需的PET基膜的厚度為200～275 μm，屬于中等厚度，要求其具備突出的電氣絕緣性，優(yōu)良的阻汽阻水性、抗蠕變性、耐疲勞性和尺寸穩(wěn)定性等性能。但是PET基膜在UV輻照下的穩(wěn)定性不好，因此需要在其兩側使用抗UV輻照的薄膜加以保護。

光伏背板用PET基膜的制造屬于資金、技術密集型行業(yè)，其生產技術涉及了高分子物理、高分子化學、自動控制等多學科，技術壁壘較高，產品配方的掌握，尤其是對原材料聚酯切片改性及添加劑配方等的掌握，需要長時間的經驗積累。因此，在較長一段時期內光伏背板用PET基膜大型生產企業(yè)會主要集中在美國、日本、韓國等國家，如日本的東麗株式會社、杜邦帝人、三菱聚酯公司、東洋紡織株式會社，韓國的SKC株式會社等，這些企業(yè)占據了國際市場的大部分份額。

隨著技術水平的不斷提高，國內絕緣材料生產企業(yè)在光伏背板用PET基膜領域已取得突破。目前已實現(xiàn)產業(yè)化生產并供應光伏背板用PET基膜的企業(yè)主要有東材科技、杜邦鴻基、佛山多能、南洋科技、裕興科技、雙星和康得新等。另外，臺塑集團南亞塑膠有限公司、韓國SKC株式會社、日本三菱聚酯公司、儀化東麗聚酯薄膜有限公司等也在中國大陸投建了生產線。由于國產化PET基膜具有明顯的價格優(yōu)勢，國產光伏背板用PET基膜已基本替代進口產品。

圖53為2015～2019年復合型背板的部分原材料的市場價格情況。從圖中可以看出，2019年PVDF膜有較大幅度的降價，但是PET基膜的降價幅度卻不大。

圖53 2015～2019年復合型背板的部分原材料的市場價格情況Fig. 53 Market prices of some raw materials for composite backplanes in 2015～2019

8.4.2 氟材料

含氟材料之所以能成為光伏背板的保護膜材料，與其結構特點密不可分。一方面，C-F鍵的鍵能較高、自身較為穩(wěn)定；另一方面，氟材料聚合時分子量都較大，相同質量端基含量少，氟材料分子中雜鏈、不穩(wěn)定基團不易形成，因此，氟材料的性能穩(wěn)定、耐候性能優(yōu)異。這也是戶外使用的耐候材料多選用氟材料、超高分子量聚乙烯材料的原因。

8.4.2.1 復合型背板用氟膜

復合型背板用氟膜主要有PVDF(聚偏氟乙烯)、PVF(聚氟乙烯)、ETFE(乙烯-氟乙烯共聚物)、ECTFE(乙烯，三氟氯乙烯共聚物)及THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物)等品種。其中ETFE、ECTFE、THV由于原料供應能力和成本原因未能在光伏背板上實現(xiàn)規(guī)模化應用，在復合型光伏背板上廣泛應用的主要是PVDF膜和PVF膜。其中，PVDF膜的主流厚度為22.5、25.0、30.0 μm，商品化氟含量在40%左右；PVF膜的主流厚度為25和38 μm，商品化氟含量約為28%。

氟膜具有耐紫外、耐濕熱、耐磨、耐溶劑、阻燃、阻水等性能，決定氟膜上述性能的除了配方、生產工藝之外，氟含量和厚度也是兩大關鍵性因素。主流的光伏組件生產企業(yè)和背板生產企業(yè)為保證可靠性，大多采用22.5 μm以上厚度的氟膜，在高紫外、高濕地帶采用30 μm以上厚度的氟膜。

在氟膜的原材料方面，氟膜生產原料為氟樹脂，全球氟樹脂生產廠家主要集中于美國、日本、英國、法國、韓國等工業(yè)發(fā)達國家。中國的氟樹脂工業(yè)起步于20世紀60年代初期，由于多種因素制約，生產規(guī)模和工藝技術整體水平較低，目前的狀況是，生產能力較小、品種牌號不多、高端品種仍要依賴進口。隨著中國光伏產業(yè)的發(fā)展，國內目前已有山東東岳和上海三愛富等公司能批量生產和供應氟樹脂。

在氟膜生產供應方面，全球光伏背板用氟膜的供應商中，國外的公司主要有美國杜邦(PVF膜)、法國阿科瑪ARKEMA(PVDF膜)、日本電氣化學(PVDF膜)、韓國SKC化學(PVDF膜)，國內的公司主要有杭州福膜公司、浙江高正公司(PVDF膜)等。由于氟材料制膜技術的門檻較高，早期用于生產光伏背板的氟膜被以美國杜邦公司和法國阿科瑪公司為主導的國外少數(shù)公司所壟斷，導致氟膜價格較高。其中，美國杜邦公司將以PVF樹脂生產的Tedlar牌氟膜主要用于TPT/TPE等結構的背板中。法國阿科瑪公司將以PVDF樹脂生產的Kynar牌氟膜主要用于KPK/KPF等結構的背板中。PVF氟膜因價格較高，其市場占有率在逐年縮小。

在過去，TPT和TPE是2種主要的光伏背板結構。由于TPE結構的光伏背板已使用了20多年，因此通常認為該結構不存在什么問題。大約60 μm厚的“E”層膜能夠阻止幾乎99.9%的紫外光，同時具有非常好的粘附力。

隨著國內公司在PVDF膜的配方和制造工藝方面的不斷提高，國產PVDF膜的品質已達到國外同等水平，甚至在某些性能上優(yōu)于國外公司的產品。因此，以杭州福膜為代表的國產PVDF膜在市場上被主流客戶廣泛接受，光伏背板用氟膜被國外壟斷的局面不但被打破，而且國產PVDF膜的市場份額在逐年增加。經過多年的使用驗證，國產PVDF膜的質量及產品穩(wěn)定性已經可與進口產品媲美，國內外主流的光伏背板生產企業(yè)也在逐步使用國產氟膜來替代進口氟膜。

吹膜是較成熟的制備PVDF膜的技術。阿克瑪公司擁有專門應用于吹膜的高融體強度級別的PVDF樹脂，能吹出厚度僅5 μm的薄膜。PVDF中常加入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為增塑劑以提高其成膜性，加入PMMA后的PVDF在熔融狀態(tài)下更容易成膜。然而，“F”含量對薄膜的抗紫外老化性能有直接影響，因此PVDF中加入PMMA后必然影響薄膜的抗老化性能，澳大利亞Leoben大學對采用不同氟塑料薄膜的光伏背板老化情況進行了研究，發(fā)現(xiàn)含PMMA(10%～20%)的PVDF膜經過1000～2000 h濕熱老化后破損嚴重。歐洲一家公司在中國大力推廣其生產的 PVDF膜，盡管該公司提供的數(shù)據表明，該產品具有良好的耐候性，但從紅外圖譜中發(fā)現(xiàn)，該薄膜含有大量的PMMA成分；該薄膜為3層結構，特別是中間層PMMA-PVDF的PMMA含量大幅超過了PVDF的含量，所以該產品的實際耐候性如何，仍需要經歷時間的考驗。表27給出了PVDF膜和PVF膜的參數(shù)比較。

表27 PVDF膜和PVF膜特性的對比Table 27 Comparison of characteristics of PVDF film and PVF film

海優(yōu)威公司使用與歐洲某化學品公司合作開發(fā)的光伏背板用PVDF膜生產背板。該PVDF膜由PVDF、無機填料和功能性添加劑組成，為單層結構，整個薄膜的內、外材料一致，白色薄膜能阻隔100%的紫外線。經過2000 h的紫外老化測試后，該薄膜的老化性能下降程度可以忽略不計，其他性能完全可以滿足光伏背板對氟塑料薄膜的各種要求。

杭州福膜公司的PVDF膜產品有3種不同的厚度，分別為20.0、22.5和30.0 μm，這3個厚度的產品的出貨量分別為20%、50%和30%。在生產之后，PVDF膜中的氟成分在42%～45%之間，這使PVDF膜的紫外截斷為95.7%，在380～1100 nm波段的光透過率為92%。

Kynar膜是法國化學公司阿科瑪?shù)漠a品，是非常先進的PVDF膜。其采用3層膜結構，在頂層和底層均采用100%的PVDF，在中間是厚度為1 μm的PVDF膜與其他粘結劑。之所以采用這種3層膜結構，是因為含氟聚合物一般能提供好的耐候性，但是所有的含氟聚合物均具有UV透明性，因此為了阻止UV輻照，必須讓膜中有填料，通常使用TiO2作為填料來達到這個目的。在PVF膜中，通常將TiO2分散在一種溶劑中然后和PVF形成復合物；而對于PVDF膜，分散TiO2的是PMMA溶劑，在形成復合物后，溶劑干燥揮發(fā)。為了能夠擁有長期耐候性，PMMA樹脂的成分不得不少于30%(重量比)。

這種復合物結構為PVDF膜提供了一個高純和光滑的表面，對耐候性非常有利。不僅是UV輻照，在室外應用過程中，聚合物還得面對其他一些環(huán)境攻擊，例如濕氣、酸雨、砂石刻蝕、高溫和熱循環(huán)，需要不同規(guī)格或同一種產品來抵抗這些攻擊。市場上的Kynar膜具有18、25和30 μm 3種厚度。其中，最為廣泛使用的是30 μm的厚度，其是由上、下均為5 μm的PVDF膜夾著由PVDF、共聚酯和填料組成的20 μm厚的白色膜中間層構成。根據阿科瑪公司的介紹，這種30 μm厚的Kynar膜與37 μm厚的PVF膜的性能相似，而22.5 μm厚的Kynar膜與25 μm厚的PVF膜性能相似。除了這種白色背板，該公司也供應在BIPV中使用的黑色、紅色和透明背板。

氟膜作為光伏組件的關鍵性封裝、保護性材料，需要跟隨太陽電池的發(fā)展而發(fā)展，甚至針對不同太陽電池和光伏組件類型的特點生產“定制化”氟膜。例如，今年國內外多家氟膜公司針對雙面太陽電池的封裝推出了透明氟膜，具有可媲美光伏玻璃的透光率，最高可達92%；針對新疆維吾爾自治區(qū)、青海省等高風沙地區(qū)，推出了超高耐磨、高硬度氟膜，落砂可達400 L；針對戶用光伏市場，杭州一家氟膜公司與歐洲某知名背板公司聯(lián)合推出了紅色、藍色和綠色背板；針對薄膜太陽電池(CIGS/CdTe)，采用了超低水透氟膜進行封裝，透水率低至10-4g/(m2·d)。

8.4.2.2 涂覆型背板用氟碳涂料

目前應用于光伏背板的氟碳涂料主要是由日本旭硝子株式會社、大金工業(yè)株式會社，法國阿科瑪(Arkema)公司等開發(fā)生產的FEVE(四氟乙烯或三氟氯乙烯與乙烯基醚共聚物)、PVDF等為主體樹脂制備而成。市場上并無成熟的適用于涂覆型背板生產的氟碳涂料供應，一般由企業(yè)自行制備，如蘇州中來使用的氟碳涂料是基于大金氟涂料(上海)有限公司和長興化學等生產的FEVE樹脂制備而成。

AGFA采用的是所謂的在線技術，其中PET基膜是被擠壓成型；表面經過AGFA的專有在線涂層技術，并按照外層的功能進行改性。整個光伏背板的制造工藝一步完成，因此屬于完全在線生產。AGFA的技術特點在于其是真正的單層膜背板，與熔融共擠形成的單層膜不同。AGFA先進的單層結構在于這種設計消除了背板內層開裂的風險。該技術將原材料放入一端的機器，而完全成型的產品從機器的另外一端出來。

蘇州中來公司的產品是基于PTFE含氟聚合物的涂覆技術。采用了等離子體化學改性和氟－硅表面嫁接。這種技術基于PLC流切涂布工藝，最終涂層的厚度均勻性偏差在±1 μm?，F(xiàn)在該公司正在使用微波涂覆技術。涂層化學吸附在中間PET層上，因此與襯底之間具有較好的吸附力。杭州福斯特公司是世界領先的EVA制造商，其關注的是在PET兩側的含氟涂層FEVE，這種材料已經在建筑和海軍領域具有50年的長期耐候性證據。該產品的主要優(yōu)點在于避免了3層膜結構產品中的背板內層開裂的風險。

8.4.2.3 內層膜

蘇州賽伍公司發(fā)明了所謂的氟皮膜的內層膜，這種產品被命名為KPf，是該公司銷售得最好的產品。K表示含氟聚合物PVDF膜或Kynar膜，其中Kynar占據了其KPf結構銷售額度的15%。此公司也有通用的2層夾著PET的“三明治”結構的背板，即KPK結構的背板，以Kynar膜作為外層。由于認為背板內層接受的UV輻照強度是背面外層的1/10，因此無須采用昂貴的含氟膜。當今，大部分背板制造商用聚乙烯來代替含氟聚合物膜。然而，此聚合物在光伏組件封裝過程中會變薄，這種缺點會使整個背板存在電氣絕緣特性方面的風險。賽伍公司宣稱其氟皮膜在后期的封裝中不會發(fā)生厚度變化，而且厚度為4 μm的膜已能充分達到背板內層對阻隔UV輻照的性能要求。晶茂公司采用的也是賽伍公司的方法，在PVDF背板上加上氟皮膜作為內層膜。氟皮膜大約有6～8 μm的厚度，提供了較好的耐候性，并且其具有氟涂層，KPf背板能夠減少在打開光伏組件進行修復時對太陽電池的損害。

8.4.3 非氟背板材料

目前主流產品均采用PET基膜作為中間層，但已經有越來越多的公司開始使用聚合物來作為PET的基材。截至2018年年底，全球范圍內采用非PET基材進行光伏背板開發(fā)的公司已經超過10家。如前文所述，荷蘭帝斯曼公司也是非PET背板的支持者，其自2017年開始商業(yè)化了APO結構的背板。該公司采用改性聚烯烴材料作為背板中間層，能夠提供全面的性能表現(xiàn)，具有高阻隔、耐UV輻照、絕緣性能好和機械性能強的優(yōu)勢，并在外部增加具有優(yōu)異耐腐蝕和抗UV輻照的PA12材料作為保護層。帝斯曼公司也強調了光伏組件壽命周期內光伏背板材料的可回收特性，其背板的制備采用的是共擠出方式，以保證層之間有良好的粘結力，降低背板在使用過程中的分層風險。帝斯曼公司的APO背板與其他背板的水汽阻隔性能對比如圖54所示[36]。

圖54 各種光伏背板的水汽阻隔性能比較Fig. 54 Comparison of water vapor barrier performance of various PV backplanes

中聚公司開發(fā)了全PO背板，整體選用PO材料，耐水解性能大幅提高，DH測試達到104h以上，避免了基材水解開裂的風險；該背板采用共擠工藝，避免了分層風險；該公司對PO樹脂進行了獨特的處理，其背板的綜合耐老化性能也較傳統(tǒng)背板有大幅提高，DH疊加UV測試達到120 kWh。

Shingi公司開發(fā)了全聚烯烴3層膜背板，每層膜都有獨特功能。內層膜主要是為了能夠與密封材料進行封裝而設計，外層膜用于紫外保護，中間的白色膜在波長400～700 nm范圍內的光反射可達92%。此種膜的原材料為聚酯，采用熔融共擠技術制備了3層膜的背板，意味著整個背板的制備一步完成。與其他熔融共擠方法生產的背板一樣，Shingi公司的背板也具有非常高的層間附著力。據介紹，在經過4000 h的330 nm波長紫外光照射后，該背板的機械性能還保留65%。

8.4.4 膠粘劑

膠粘劑主要用于復合型背板中氟膜與PET基膜的粘結。目前，適用于氟膜與PET基膜粘結的高品質膠粘劑生產技術壁壘較高，多為法國阿科瑪公司旗下的波士膠Bostic(芬德利品牌)、德國漢高Henkel(Liofol品牌)和日本東洋紡織株式會社等少數(shù)國外企業(yè)生產的光伏級聚氨酯膠粘劑，價格較高。目前國內背板生產企業(yè)所需膠粘劑主要依賴進口，僅蘇州賽伍能自主生產膠粘劑。

8.4.5 背板材料可靠性及其差異化選擇

背板作為保護光伏組件的最外部材料，容易受環(huán)境氣候、應力的影響。背板材料的粘結性能、抗紫外能力和機械強度都是影響其可靠性的關鍵因素，甚至影響整個組件的功率輸出和使用壽命。

近年來，杜邦公司對北美、歐洲、亞太地區(qū)的約275個光伏電站進行了現(xiàn)場調研，調研的光伏組件涵蓋了92 個光伏組件生產廠家、用于不同氣候類型、運行時間平均為3.3年、總功率超過1 GW。調研數(shù)據顯示，有22%的光伏組件存在明顯的老化和可視化失效。其中太陽電池的失效率最高，為12%；背板的失效率次之，為9.5%。雖然背板只占光伏組件和光伏電站總成本的很小一部分，但其起著保護組件工作25年的重要作用，所以對于背板材料的選擇就顯得尤為重要。目前，市面上絕大部分背板為多層復合結構，并采用PET基膜作為中間層，起到絕緣和機械支撐的作用。而在背板外層(空氣面) 和內層(EVA面) 材料方面，魚龍混雜，給背板材料的質量與長期可靠性帶來了很大隱患。(待續(xù))