【解析】國內(nèi)外光伏背板材料現(xiàn)狀及趨勢

光伏電池是由玻璃、EVA、硅片、背板組成，按照玻璃—EVA—電池片—EVA—背板的結(jié)構(gòu)封裝構(gòu)成，其中背板位于光伏電池背面的最外層，是光伏電池重要 組成部分，不僅起到封裝的作用，同時(shí)還起到保證光伏電池不受到環(huán)境影響的作用，確保光伏電池的使用壽命。本文將對太陽能電池背板材料、結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢作一回顧和分析。

1、光伏背板的類型及優(yōu)缺點(diǎn)

按照光伏電池背板整體結(jié)構(gòu)劃分，可將光伏電池背板劃分為FPF，F(xiàn)PE，全PET與PET／聚烯烴結(jié)構(gòu)。其中F為含氟薄膜；P為雙向拉伸工藝制備的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜（即PET薄膜）；E為乙烯－醋酸乙烯（即EVA）；聚烯烴指各種以碳碳結(jié)構(gòu)為主鏈的塑料。這些結(jié)構(gòu)層之間使用膠粘劑進(jìn)行粘合，通過復(fù) 合工藝制備成型。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PVF 2001，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。

1．1．Tedlar系列

Tedlar結(jié)構(gòu)的背板被稱為經(jīng)典的背板結(jié)構(gòu)，已成為國內(nèi)外太陽能電池組件廠首選背板類型。PVF膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐環(huán)境變化，但是薄膜表面較易出現(xiàn)針孔， 薄膜的水汽阻隔能力較差。同時(shí)PVF材料本身含氟量小，所以PVF薄膜需要有足夠的厚度來保證其性能。不過PVF是所有氟材料中成本最低的，非常適合作為 大規(guī)模推廣應(yīng)用的太陽能光伏背板材料。

1．2．含氟背板

在杜邦公司Tedlar產(chǎn)能有限的情況下，光伏電池背板生產(chǎn)企業(yè)也采用了其他材質(zhì)的薄膜來代替Tedlar薄膜生產(chǎn)背板。

1）PVDF（聚偏氟乙烯）　此類薄膜的生產(chǎn)商主要有法國的阿科瑪公司，韓國SKC等。PVDF是使用量第二大的氟塑料，其熔點(diǎn)和分解點(diǎn)相差大，可以使用 熱塑性塑料加工方法進(jìn)行加工。PVDF較成熟的制膜技術(shù)是使用吹膜的方法。阿克瑪公司擁有專門應(yīng)用于吹膜的高融體強(qiáng)度級別PVDF樹脂，能吹出厚度僅 5μm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的在熔融狀態(tài)下更容易成膜。國內(nèi)的一些 高校如北京化工等在這方面已做了較多的研究。但PVDF加入PMMA后會影響薄膜的抗老化性能，澳大利亞Leoben大學(xué)對采用不同氟塑料薄膜的背板老化 結(jié)果進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)含PMMA（10％～20％）的PVDF薄膜經(jīng)過1000～2000h濕熱老化后薄膜破損嚴(yán)重。歐洲一家公司在中國大力推廣其生產(chǎn)的 PVDF薄膜，盡管該公司提供的數(shù)據(jù)表明耐候性良好，但從紅外圖譜發(fā)現(xiàn)該薄膜含有大量的PMMA的成分；該薄膜為三層結(jié)構(gòu)，特別是中間層PMMA— PVDF合金中的PMMA含量，甚至大大超過PVDF含量，所以該產(chǎn)品的實(shí)際耐候性如何，需要時(shí)間考驗(yàn)。

海優(yōu)威公司使用與歐洲某化學(xué)品公司開發(fā)的太陽能電池背板用PVDF薄膜生產(chǎn)背板。該P(yáng)VDF薄膜由PVDF、無機(jī)顏料和功能性添加劑組成，為單層結(jié)構(gòu)，整 個(gè)薄膜內(nèi)外材料均一，白色薄膜能百分之百遮蔽紫外線，經(jīng)2000h的紫外老化測試，薄膜的老化性能下降可以忽略不計(jì)，其他性能完全可以滿足光伏電池背板對 氟塑料薄膜的各種要求。

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