背板核心技術(shù)

　　我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過前幾年調(diào)整，正逐步回暖;光伏產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展前景仍值得期待。“增加組件發(fā)電效率”、“延長組件使用壽命”是光伏行業(yè)永恒不變的話題，光伏技術(shù)的未來發(fā)展以這兩個方面為核心，以“降低度電成本”為終極目標(biāo)。

　　作為國內(nèi)光伏背板行業(yè)的“技術(shù)帝”——樂凱膠片股份有限公司的技術(shù)人員表示，在光伏組件的各個構(gòu)成部件中，背板材料主要應(yīng)用于光伏組件的封裝環(huán)節(jié)，起到隔絕外界侵蝕、保護(hù)電池片的作用，一直被認(rèn)為是組件制造和使用過程中極為重要的材料。

　　隨著光伏行業(yè)的飛速進(jìn)步，以及相關(guān)技術(shù)人員對背板材料和組件需求的深入了解，背板所起到的作用在業(yè)界越來越明朗化。

　　以樂凱為例，通過基材表面改性技術(shù)，解決了氟樹脂材料以及不同類型膠黏劑在基材上附著力低的技術(shù)難題，提高了層間粘結(jié)可靠性;

　　通過含氟涂層/EVA化學(xué)作用增強(qiáng)技術(shù)，大幅提升了含氟涂層與EVA間的粘結(jié)力，保證了背板良好的封裝性及封裝穩(wěn)定性;

　　通過溶劑揮發(fā)梯度設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了涂層干燥零缺陷，保證了成膜致密性，從而提高了背板的絕緣性和耐候性;

　　通過高含氟量涂料超細(xì)分散技術(shù)，開發(fā)了含氟量高、相容性好的新型氟樹脂涂料配方體系，提高了涂料的耐侯性能;

　　通過膠黏劑固化交聯(lián)技術(shù)，設(shè)計(jì)膠黏劑的交聯(lián)密度及交聯(lián)速度，保證了層間粘結(jié)力長期應(yīng)用可靠性。

　　此外，樂凱太陽能電池背板通過優(yōu)化含氟聚合物配方和改性樹脂，達(dá)到不使用底層或粘合劑就能與基材粘結(jié)的效果，提高了含氟聚合物層與基材的附著力，同時成膜具有較高的致密性、水汽阻隔性以及耐候性。

　　通過應(yīng)用獨(dú)創(chuàng)的產(chǎn)品配方和50多年積累的“精密涂布”技術(shù)，樂凱成功研制出中國第一代涂布型太陽能電池背板，解決了太陽能電池背板耐老化、電氣絕緣、水汽阻隔等技術(shù)問題。

　　樂凱在光伏背板方面的新舉措

　　高耐候背板

　　背板耐候性是影響電池組件壽命的重要因素，因此需研究提升背板耐濕熱、紫外性能，為組件25年壽命保駕護(hù)航。

　　高絕緣背板

　　光伏1500V系統(tǒng)通過提升電壓，可降低線損;同時可以串聯(lián)更多組件，減少逆變器的直流線纜用量和匯流箱數(shù)量，節(jié)約整體的BOS成本，是光伏系統(tǒng)的重要發(fā)展方向;為保證電站安全性，對背板絕緣性要求也會相應(yīng)提高。

　　高阻燃背板

　　在未來光伏發(fā)展規(guī)劃中，與建筑結(jié)合的分布式電站所占比例越來越高，對組件、背板的防火性能要求逐步提高，因此更高阻燃等級的背板將會受市場青睞。

　　高阻隔背板

　　高阻隔背板可以減少組件PID效應(yīng)、蝸牛紋等對功率衰減的影響，是灘涂池塘、沿海地區(qū)高濕環(huán)境分布式電站的最佳選擇。

　　據(jù)了解，樂凱目前正在與組件廠商共同研究不同阻隔性背板對PID 、蝸牛紋的影響，為后期高阻隔背板制定科學(xué)、合理的技術(shù)指標(biāo)提供依據(jù)，同時還在研究不同阻隔技術(shù)在背板中的應(yīng)用。

　　增效型背板

　　通過提高光的利用效率和降低組件工作溫度，可實(shí)現(xiàn)組件功率增效。采用表面接枝技術(shù)對導(dǎo)熱粒子進(jìn)行處理，改善界面結(jié)合情況，降低界面熱阻;改進(jìn)加工工藝在背板表面形成特殊結(jié)構(gòu)，使熱量能夠快速散出，從而增強(qiáng)背板的散熱能力。

　　環(huán)境友好型背板

　　隨著國家環(huán)保政策的不斷收緊，企業(yè)環(huán)保和社會責(zé)任意識日益增強(qiáng)，環(huán)境友好型材料日益成為主流。環(huán)境友好型耐候涂層技術(shù)通過開發(fā)應(yīng)用水性耐侯樹脂及水性涂料交聯(lián)固化技術(shù)，應(yīng)用于背板的生產(chǎn)，降低VOC的排放量，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好;環(huán)境友好型膠黏劑技術(shù)通過研究開發(fā)水性膠黏劑和無溶劑膠黏劑交聯(lián)固化技術(shù)，應(yīng)用于復(fù)合型背板的生產(chǎn)，降低VOC排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。

　　“隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，包括電池技術(shù)、制造工藝等也將不斷進(jìn)步，導(dǎo)致對相關(guān)配套材料要求的不斷提高，樂凱將密切關(guān)注與跟蹤光伏行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，不斷開發(fā)各種新技術(shù)、新材料，滿足市場持續(xù)提高的各項(xiàng)需求。”樂凱技術(shù)人員如是說。

　　附：光伏背板基本資料

　　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，對電池片起保護(hù)和支撐作用，具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性。

　　背板用于組件的背面，是主要封裝材料之一。

　　組件背面的關(guān)鍵特征是它必須具有很低的熱阻，并且必須有效阻止水蒸汽進(jìn)入組件內(nèi)部，對電池起保護(hù)和支撐作用，具有可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性。

　　一般具有三層結(jié)構(gòu)，外層保護(hù)層，具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，中間層具有良好的絕緣性能，內(nèi)層和EVA具有良好的粘接性能。

　　背板是光伏組件一個非常重要的組成部分，用來抵御惡劣環(huán)境對組件造成傷害，確保組件使用壽命。

　　- 光伏背板的分類

　　按背板膜分類，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PTFE)、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。

　　最早的光伏電池背板采用TPT結(jié)構(gòu)，即Tedlar/PET/Tedlar結(jié)構(gòu)，其中Tedlar為杜邦公司所生產(chǎn)的PVF(聚氟乙烯)薄膜，以杜邦公司的Tedlar為基材的背板主導(dǎo)了大部分的光伏背板市場，第一款進(jìn)入光伏市場的產(chǎn)品為PVF2001，目前杜邦公司的Tedlar產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)出第三代。

　　按照光伏電池背板所采用的薄膜材質(zhì)區(qū)分，可以將背板劃分為Tedlar背板、含氟背板、PET背板與其他一些采用如PE材質(zhì)的背板產(chǎn)品。

　　- 光伏背板中所用的主要化學(xué)材料

　　PVF，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。

　　PVDF，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)品。

　　PVDF的密度是PVF的1.3~1.4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20～30%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。

　　PET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)晶的聚合物。

　　長期使用溫度可達(dá)120℃，短期使用可耐150℃高溫，可耐-70℃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)。

　　PE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。

　　EVA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(diǎn)低、易流動，適用于各種玻璃的夾膠工藝。