太陽能電池背板：是太陽能光伏電池結構中的重要組成部分，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，特別是涂覆應用技術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)得到部分應用。

【太陽能背板供應鏈情況】

  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年隨著國內背板技術的突破，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。

【背板結構名稱的由來】

  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構作為劃分。PVF膜（商標Tedlar，簡稱T膜）稱之為T膜結構背板，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結構背板：業(yè)內稱雙面采用T膜結構的背板為TPT結構背板，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結構背板：雙面采用K膜結構的背板稱為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結構背板：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結構背板：由于T膜K膜價格較高，工藝復雜，雙面采用氟薄膜成本較高，因此部分使用雙面氟薄膜結構廠家轉為使用單面使用膜單面使用氟涂料的結構，稱為TPC和KPC結構的背板出現(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，由于分子結構、極性不同，導致其產(chǎn)物具有不同的分子結構、本體性能以及表面性能。薄膜復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。有關涂料復合型背板，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結合力和結構穩(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)則結構聚合物，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)可知這幾種物質都非常穩(wěn)定，因為分子結構相似鍵長越短，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這幾種物質作為背板的材料都是有可能的，但這些物質的應用還應考慮絕緣性、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，與其他親水基團結合困難，使得PVF與EVA的粘結力比較低，需在內層PVF面進行化學或物理方法的處理。TPE背板的結構是以PET為基材，一面復合T膜，一面粘結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，內層與EVA的粘結力高；缺點是內層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性；缺點是內層與EVA的粘結力弱。KPE背板的結構是以PET為基材，一面復合PVDF薄膜，一面復合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層與EVA的粘結力高，缺點同樣是背板內層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背板結構是以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構，產(chǎn)品結構新穎；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介質、耐候、防腐蝕、足夠的剛性和強度等優(yōu)良的化學品特性。CPE背板結構是以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層EVA層的存在，使得背板與EVA粘結力增強，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的粘結力越弱，本身成膜工藝更為復雜，還有就是背板內層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結構、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用場景。同時由于背板的應用成熟，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)省了廠房和設備改造成本，因此得到業(yè)內的青睞。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背板結構為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，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，背板的設計年限也會越來越長，背板將會越來越多的采用涂覆型結構，以兼顧可靠性與持續(xù)降本。WoodMac預測，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)。