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編者按：背板作為晶硅太陽能組件的關(guān)鍵部分，對組件的安全性、使用壽命和降低功率衰減起著至關(guān)重要的作用。要達到保護電池片的目的，背板需具備良好的機械強度與韌性、耐候性、絕緣、水汽阻隔、耐腐蝕和耐風(fēng)沙磨損等各種平衡的性能。

近幾年，在降本的壓力下，一些未經(jīng)過戶外實績驗證的背板材料被使用在組件上，導(dǎo)致使用這些背板的組件在戶外工作僅幾年后就開始出現(xiàn)大規(guī)模失效問題，使得組件廠家需要面對巨額索賠，同時電站開發(fā)商也蒙受損失。由此可見，從源頭上對背板材料把好關(guān)，對于降低組件戶外失效風(fēng)險具有重要意義。

背板結(jié)構(gòu)大致可分為外層(也叫空氣層)，中間層和內(nèi)層。每一層材料的選擇和搭配都影響著背板的整體性能，目前背板外層主要使用含氟薄膜，尤其是經(jīng)過戶外實績驗證過的杜邦™Tedlar® 薄膜，以確保背板外層在戶外綜合老化應(yīng)力的作用下可以使用25年以上。而背板內(nèi)層由于不直接接觸戶外環(huán)境應(yīng)力，其重要性往往容易被忽視。而且目前市場上背板的內(nèi)層材料種類較多，性能也參差不齊。如何才能正確選擇背板內(nèi)層材料呢?回答這一問題之前，我們有必要先了解下背板內(nèi)層材料需具備哪些性能。

背板內(nèi)層材料性能

首先，背板內(nèi)層材料需要具有優(yōu)異的耐候性及機械強度，如果內(nèi)層材料自身都已發(fā)生老化開裂，其保護作用就無從談起。

其次，背板內(nèi)層作為中間層PET聚酯材料的保護層之一，需要具有良好的紫外阻隔作用，以避免PET遭受紫外破壞。圖1是市面上常用的一款250微米PET紫外測試數(shù)據(jù)，從圖中可以看出，PET聚酯材料只接受不到5 kWh的紫外照射后，其斷裂伸長率就下降50%以上; 紫外劑量達到6 kWh時，PET力學(xué)性能基本完全喪失(溫和氣候環(huán)境，組件正面每年紫外劑量為57 kWh/m2)。 這說明PET容易發(fā)生光老化，需要背板內(nèi)外層的保護。背板中間層的PET聚酯材料主要起著電氣絕緣，化學(xué)阻隔及力學(xué)支撐作用。如果PET發(fā)生破壞，這些功能都將喪失，因此背板內(nèi)層需要將組件正面的紫外阻隔掉，以達到保護中間層PET的目的。

此外，背板內(nèi)層作為PET與EVA之間的粘結(jié)層，還需要具有良好的粘接性能，以免出現(xiàn)脫層等失效風(fēng)險。

了解了背板內(nèi)層需要具備的性能，那我們不禁要問，目前市面上的內(nèi)層材料是否都能滿足這些性能呢?我們再來對市面上這些內(nèi)層材料分類并討論其優(yōu)缺點。

背板內(nèi)層材料分類及其特性

第一類為含氟薄膜，主要有Tedlar® PVF薄膜和PVDF薄膜。PVF薄膜，又名聚氟乙烯薄膜，因其優(yōu)異的抗紫外耐高溫耐腐蝕性能而被廣泛應(yīng)用于太陽能，航空航天和交通等領(lǐng)域。杜邦™ Tedlar® PVF薄膜是目前光伏領(lǐng)域唯一具有30年以上廣泛戶外實績驗證的背板材料，其戶外應(yīng)用經(jīng)驗豐富，且經(jīng)受過多種氣候條件的長期考驗。PVF薄膜是雙向拉伸工藝制備的， 在橫向和縱向兩個方向都經(jīng)過強化，機械性能均衡，耐老化性能好，因此經(jīng)受濕熱、紫外、溫度循環(huán)等多種環(huán)境因素長期作用后，仍保持優(yōu)異; PVDF薄膜，又名聚偏氟乙烯薄膜，PVDF薄膜在橫向的拉伸都很弱或甚至沒有拉伸，容易造成橫向機械性能均較差，成膜過程中加入大量亞克力也會導(dǎo)致固有脆性強。 這些因素導(dǎo)致了PVDF薄膜在戶外多種復(fù)合應(yīng)力下容易出現(xiàn)開裂等失效風(fēng)險。由于其技術(shù)門檻相對較低，目前生產(chǎn)廠家較多，雖各家膜產(chǎn)品都含PVDF，但因配方體系及生產(chǎn)工藝不同，不同廠家膜的耐老化性能差異很大。耐熱方面，PVF薄膜的軟化溫度點為190oC，而PVDF只有150oC左右。對于經(jīng)常有熱斑出現(xiàn)的光伏組件應(yīng)用來說，PVF薄膜的耐熱性能顯然更有優(yōu)勢，隨著PERC等高效電池的大量投產(chǎn)，熱斑溫度會更高，對于薄膜的耐熱性能會提出更高的要求。

原標題：光伏組件背板內(nèi)層材料該如何選?