太陽能電池背板：是太陽能光伏電池結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，對太陽能光伏電池起著絕緣及保護作用。市場上的太陽能電池背板種類繁多，設(shè)計年限一般為25年，有的為40年甚*更久。

【背板的分類】

  按照材料類型劃分：

可分為含氟型背板。目前業(yè)內(nèi)是含氟太陽電池背板為主，占據(jù)市場90%以上份額。不含氟背板。主要有聚對苯二甲酸乙二醇酯背板和共擠型背板兩類。

  根據(jù)生產(chǎn)制造工藝劃分，含氟太陽電池背板又可以分為：

氟薄膜復(fù)合型光伏背板氟碳樹脂涂覆型光伏背板氟薄膜氟與氟碳樹脂復(fù)合型光伏背板

  ?不含氟背板可分為：

  1.PET型背板

  2.共擠型光伏背板

  3.無機玻璃光伏背板

  從功能上劃分：

  1.白色高反射背板。2.黑色高紅外反射背板。3.透明背板。4.彩色裝飾類背板

【背板的歷史發(fā)展情況】

  2010年之前整個全球市場的太陽能電池背板仍是以氟薄膜復(fù)合型太陽能電池背板為主，而氟薄膜作為氟薄膜背板的主要原料，主生產(chǎn)，因此背板的生產(chǎn)廠家大部分為外資廠商，這也就造成了國內(nèi)主要太陽能模組廠家使用的背板絕大部分依靠進口，市場價格高，技術(shù)為外國企業(yè)所壟斷的現(xiàn)象。

  2010年之后，隨著中國光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，中國的太陽電池背板技術(shù)也走在了世界背板發(fā)展的前列，背板國產(chǎn)化進程日趨加快，特別是涂覆應(yīng)用技術(shù)在背板制造工藝上的引入和重大突破，中國的國產(chǎn)背板異軍突起，**了世界背板技術(shù)的發(fā)展方向，為降低光伏發(fā)電制造成本，促進太陽能產(chǎn)品和技術(shù)的普及和綠色環(huán)保事業(yè)的發(fā)展做出了突出的貢獻。

  另外，隨著環(huán)境要求的提高，太陽能電池背板的回收也受到了人們的重視，無氟太陽能電池背板的研究也日益活躍，但長期戶外老化性能日前無法與含氟太陽電池背板相媲美，在極少數(shù)地區(qū)得到部分應(yīng)用。

【太陽能背板供應(yīng)鏈情況】

  太陽能電池背板廠家

  由于中國太陽電池背板發(fā)展起步較晚，2012年之前太陽能電池背板廠家主要還是以國外廠家為主，它們占據(jù)著全球市場的大部分份額。2008年隨著國內(nèi)背板技術(shù)的突破，國產(chǎn)背板在光伏市場上占據(jù)的份額越來越多，逐漸打破了太陽能光伏背板一直被國外壟斷的模式。目前國產(chǎn)背板占據(jù)行業(yè)的80%市場份額。

  突出的代表有蘇州中來、吳江賽伍、江西明冠、中天科技、杭州福斯特等廠家。

  國產(chǎn)背板的綜合性能也在增強，并朝著樣品多樣化方向發(fā)展。背板的生產(chǎn)方式主要有兩種，一種是復(fù)合工藝，一種是涂覆工藝。太陽能電池背板廠家日益增多，而且大部分新增廠家都是把背板作為附帶產(chǎn)品進行生產(chǎn)的。

【背板結(jié)構(gòu)名稱的由來】

  由于市場上沒有對太陽能電池背板名稱進行規(guī)范，通常以背板的工藝結(jié)構(gòu)作為劃分。PVF膜（商標Tedlar，簡稱T膜）稱之為T膜結(jié)構(gòu)背板，PVDF膜（商標Kynar，簡稱K膜），使用氟涂料的稱之為Fluoropolymer或Coating（簡稱F或C），背板的基材為聚對苯二甲酸乙二醇酯，簡稱PET。

  1. TPT結(jié)構(gòu)背板：業(yè)內(nèi)稱雙面采用T膜結(jié)構(gòu)的背板為TPT結(jié)構(gòu)背板，代表性廠家有韓國SFC、日本三菱、德國Dr.Mueller、蘇州中來和貝爾卡特等；

  2. KPK結(jié)構(gòu)背板：雙面采用K膜結(jié)構(gòu)的背板稱為KPK或者KPE背板，代表性廠家有日本東洋鋁、意大利Solvay Solexis、吳江賽伍和Hanita Coatings等；

  3. CPC或FFC結(jié)構(gòu)背板：使用氟樹脂類涂覆的背板稱為CPC、FFC或者CPE背板，代表性廠家有蘇州中來、美國Madico、日本凸版、杭州聯(lián)合新材和常熟冠日等；

  4. KPC和TPC結(jié)構(gòu)背板：由于T膜K膜價格較高，工藝復(fù)雜，雙面采用氟薄膜成本較高，因此部分使用雙面氟薄膜結(jié)構(gòu)廠家轉(zhuǎn)為使用單面使用膜單面使用氟涂料的結(jié)構(gòu)，稱為TPC和KPC結(jié)構(gòu)的背板出現(xiàn)，代表性廠家有蘇州中來、吳江賽伍、韓國SFC、杭州福斯特等

  5. 無氟背板：其它不含氟元素的那些背板稱為統(tǒng)稱為無氟背板，代表廠家如意大利康維明的PPE背板、日本東麗的PP背板、荷蘭帝斯曼的共擠型背板等。

【太陽能背板的類型】

  2.1含氟背板

  現(xiàn)有背板中，仍以含氟薄膜的背板為主。對于氟薄膜來講，不同的含氟單體，由于分子結(jié)構(gòu)、極性不同，導(dǎo)致其產(chǎn)物具有不同的分子結(jié)構(gòu)、本體性能以及表面性能。薄膜復(fù)合型背板其含氟薄膜只有杜邦的PVF薄膜（含1個氟原子）和阿科瑪、日本電氣化學(xué)的PVDF薄膜（含2個氟原子，薄膜中混入20%的丙烯酸樹脂）兩種。有關(guān)涂料復(fù)合型背板，由于成本低，在價格上受到模組廠家的歡迎，具有替代薄膜復(fù)合型的潛在性。影響氟薄膜耐候持久性的原因，主要是由于含氟樹脂氟原子對碳-碳主鍵的包裹作用，C-F鍵是已知化學(xué)鍵中*強的一種，因此含氟聚合物比其它任何聚合物具有更強的化學(xué)結(jié)合力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，具有優(yōu)異的耐候、耐腐蝕和耐熱性，以及優(yōu)異的絕緣性能，能對基材PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）起到持久的保護作用。不同的含氟單體與非含氟單體的共聚得到非晶態(tài)、無規(guī)則結(jié)構(gòu)聚合物，其氟元素都能夠在成膜物的表面富集，但對于不同含氟單體來說，由于含氟量的差異，導(dǎo)致其成膜物表面氟元素富集密度具有較大的差別。

  含氟背板中的氟材料主要有PVF（聚偏氟乙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）、PTFE(聚四氟乙烯）、ECTFE（三氟氯乙烯-乙烯共聚物）、THV（四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物）這幾類。其分子式如圖1所示，圖中所標數(shù)值為分子中C-F的鍵長（PVF、PVDF、PTFE中n=6，ECTFE中n=2，m=3；THV中n、m、o都等于2計算得出），C-F的鍵長均為1.35埃左右，由圖中的鍵長數(shù)據(jù)可知這幾種物質(zhì)都非常穩(wěn)定，因為分子結(jié)構(gòu)相似鍵長越短，鍵能越大，其分子的相對穩(wěn)定性就越強。對于PVF、PVDF、PTFE來說C-F的鍵長逐漸變小，可說明PVF、PVDF、PTFE的鍵能逐漸增大，分子的穩(wěn)定性增強。從理論上來講，PVF、PVDF、PTFE、ETFE和THV這幾種物質(zhì)作為背板的材料都是有可能的，但這些物質(zhì)的應(yīng)用還應(yīng)考慮絕緣性、阻燃性、成本等具體情況。

  現(xiàn)有含氟背板中主要含有TPT、TPE、KPK、KPE、CPC和CPE幾種類型。PVF含有一個C-F鍵，C-F具有高鍵能為485kJ/mol。PVF膜的優(yōu)點是阻擋紫外線強帶來的耐候性優(yōu)，機械性能、延展性好；缺點是T膜因氟聚合物不含極性基團，與其他親水基團結(jié)合困難，使得PVF與EVA的粘結(jié)力比較低，需在內(nèi)層PVF面進行化學(xué)或物理方法的處理。TPE背板的結(jié)構(gòu)是以PET為基材，一面復(fù)合T膜，一面粘結(jié)EVA膜。具有T膜的優(yōu)點是，耐候性優(yōu)，阻擋紫外線強，機械性能、延展性好，內(nèi)層與EVA的粘結(jié)力高；缺點是內(nèi)層EVA薄膜的耐紫外性弱，受到長時間照射容易變黃。背板的總體成本較TPT背板要低。

  KPK背板優(yōu)點是背板的總體成本較TPT背板要低，同時由于聚四氟乙烯的共聚鏈段具有較低的表面張力和強極性，因此聚四氟乙烯共聚鏈段之間相互作用力較小，使得氟元素容易遷移到表面，使其具有了高UV阻擋性帶來的優(yōu)耐候性，持久的耐濕熱和粘結(jié)性；缺點是內(nèi)層與EVA的粘結(jié)力弱。KPE背板的結(jié)構(gòu)是以PET為基材，一面復(fù)合PVDF薄膜，一面復(fù)合EVA膠膜。KPE背板除具有KPK背板的大部分優(yōu)點，另外就是在電池組件中背板內(nèi)層與EVA的粘結(jié)力高，缺點同樣是背板內(nèi)層EVA薄膜的抗紫外能力弱，受到長時間照射容易發(fā)生黃變。

  CPC背板結(jié)構(gòu)是以PET為基材，兩面涂覆氟樹脂，無需使用膠粘劑，并且實現(xiàn)了在線制氟層和膜膠一體化結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎；將傳統(tǒng)四段法背板生產(chǎn)工藝改變?yōu)橐欢畏ㄉa(chǎn)工藝，制造工藝先進，產(chǎn)品性能優(yōu)良。氟樹脂可以為PVDF、PTFE、ECTFE和THV含氟樹脂中的一種或幾種，在PET上涂覆多含氟樹脂可以*大限度的發(fā)揮氟樹脂材料的耐化學(xué)介質(zhì)、耐候、防腐蝕、足夠的剛性和強度等優(yōu)良的化學(xué)品特性。CPE背板結(jié)構(gòu)是以PET為基材，一面為氟樹脂膜，一面為EVA膜。CPE背板同樣具有CPC背板的大部分優(yōu)點，另外一點就是由于背板內(nèi)層EVA層的存在，使得背板與EVA粘結(jié)力增強，有利于保護中間電池片和整個光伏組件，存在的缺點就是*外層氟樹脂膜含氟量越多，薄膜的表面張力小，與EVA的粘結(jié)力越弱，本身成膜工藝更為復(fù)雜，還有就是背板內(nèi)層EVA薄膜的抗紫外能力弱，受到長時間照射容易發(fā)生黃變。

  2.2PET背板

  PET背板是單層PET、多層PET結(jié)構(gòu)、或加之EVA助料層。這類背板的PET一般都經(jīng)過了改性。PET背板*大的優(yōu)點就是價格比含氟背板要便宜得多，另外具有良好的絕緣性能、低熱阻、低水汽滲透率、低收縮率和機械強度高。缺點是耐紫外線能力差、抗?jié)駸崮芰Σ?易水解）、阻燃性差，經(jīng)改性后部分缺點得到了改善，但PET背板仍存在耐候性差的問題。目前大多以加入含有功能官能團的封端劑來改進PET的耐水解性，已知專利CN A 利用聚酯樹脂和離子化合物混合，通過熔融共混制備耐水解性聚酯。專利CN A 首先制備了改性聚酯樹脂切片，再將改性聚酯樹脂切片與母料聚酯切片按進行混合，經(jīng)干燥、熔融、過濾、擠出、冷卻鑄片、雙軸拉伸、定型處理等得到性能良好的聚酯膜。

  2.3玻璃背板

  近年來，由于土地成本越來越高，而水面、建筑、隔離護欄、屋頂、蔬菜大棚需要兼具透光性，因此具有雙面發(fā)電的太陽能組件需求越來越多。背板長期以來為減少PET老化為主，多以反光能力較強的白色為主，透光性較差。由于玻璃具有良好的透光性，玻璃也不會因為紫外光照射產(chǎn)生老化，組件廠商因此采用玻璃作為背面材料替換掉背板，實現(xiàn)雙面雙玻組件的生產(chǎn)。因此背板玻璃，擠壓了傳統(tǒng)背板的市場整體份額。但雙玻組件由于正反面都采用玻璃，因此組件重量增加30%，給安裝、運輸帶來不便，也由于玻璃易碎，因此在生產(chǎn)、運輸過程中破碎率較高。

  2.4透明背板與透明網(wǎng)格背板

  2018年以蘇州中來為代表的背板廠商開發(fā)出透明背板，填補了業(yè)內(nèi)雙面組件無法使用背板材料的空白。透明背板采用全透明的材料，具有更強的耐紫外能力，其質(zhì)量更輕，采用透明背板的組件與雙玻組件相比具有更多的應(yīng)用場景。同時由于背板的應(yīng)用成熟，采用透明背板來實現(xiàn)雙面發(fā)電組件的生產(chǎn)，給組件廠商節(jié)省了廠房和設(shè)備改造成本，因此得到業(yè)內(nèi)的青睞。同時，中來在2019年推出透明背板2.0產(chǎn)品，依照太陽能電池的排布的空檔間隙區(qū)域，在透明背板上涂覆白色高反光涂層，為組件增加高達5W的發(fā)電增益。目前國際知名組件廠家晶科能源、協(xié)鑫集團、騰暉光伏、尚德電力、晶澳太陽能等都推出了透明背板組件。

  2.**AA（聚酰胺）背板

  AAA背板結(jié)構(gòu)為PA/PA/PA，PA是經(jīng)改性的聚酰胺。生產(chǎn)AAA背板*具代表性的廠家是奧地。這類背板的優(yōu)點是背板成本比含氟材料低，良好的耐水解性帶來的優(yōu)異耐候性，表面處理后反射率高（組件功率較高），絕緣性好，與PET具有良好的粘合性，與EVA的粘結(jié)性也很強；缺點是阻擋紫外線弱，水蒸汽透過率高，自清潔能力差，易臟污。由于AAA背板耐候性差，在2015-2017年間，出現(xiàn)大量采用AAA背板的組件出現(xiàn)老化脫層，造成光伏電站投資商巨額的損失，該類產(chǎn)品已經(jīng)在業(yè)內(nèi)銷聲匿跡。

  2.6其它類型背板

  除上述類型背板外，*近又有廠家推出PP(聚丙烯)背板、PE（聚乙烯）背板、無膠背板、以及金屬箔背板等，PP(聚丙烯)和PE（聚乙烯）這些背板價格相對較低，但部分存在耐老化性弱、電絕緣性差等缺點，因此沒有占據(jù)一定的市場。

【太陽能背板發(fā)展的難點】

  **，部分廠家盲目跟隨，使得太陽能背板產(chǎn)能相對過剩；

  第二，部分背板廠家的專業(yè)性差，使得產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊；

  第三，各組件廠家對背板的要求也存在一定的差異性，沒有一個統(tǒng)一的標準進行規(guī)范。

  第四，雙面組件的極速發(fā)展，雙玻組件需求猛增，伴隨著組件雙面化發(fā)展，玻璃逐步在替換背板。透明背板剛剛出現(xiàn)，正處在逐步上量的階段，面對的雙玻的挑戰(zhàn)也挺大。

  隨著太陽能背板行業(yè)的快速發(fā)展，這就要求太陽能電池背板行業(yè)自律性要強，建立統(tǒng)一性的規(guī)范，同時要不斷的進行產(chǎn)品的創(chuàng)新。

【太陽能背板前景展望】

  近期內(nèi)，含氟背板仍將占據(jù)著市場的大部分份額。太陽能電池背板必定朝著完全國產(chǎn)化方向發(fā)展，背板的設(shè)計年限也會越來越長，背板將會越來越多的采用涂覆型結(jié)構(gòu)，以兼顧可靠性與持續(xù)降本。WoodMac預(yù)測，隨著組件雙面化的進行，從2019年到2024年，雙面市場的還有十倍的增長空間。到2024年，雙面電池的年產(chǎn)能將超過21吉瓦，屆時將占今年太陽能總裝機容量的四倍，占太陽能總裝機容量的17.2%，透明背板的需求將呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，同時又要面對背板玻璃的持續(xù)挑戰(zhàn)。