索比光伏网讯:欧洲某太阳能电站，一位电站业主走到电站边缘，惊讶地看着自己为建造太阳能电站采购回来的组件，背面从明晃晃的银白色，变成了大片大片的淡黄色，远远望去，像极了一朵朵盛开的向日葵。然而，此刻的向日葵却让人高兴不起来，反而让人感到了恐惧。好端端的组件怎么变了颜色？
业主找来组件供应商，组件供应商解释：“这是正常现象，就像人晒太阳久了，即便擦了防晒霜，还是会变黑。”
然而，再怎么解释也掩盖不住业主的担忧，组件供应商将黄变严重的一批组件进行了撤换。尽管如此，隐患埋在了电站运营商的心里，事后，他找来鉴定专家，对黄变严重的组件进行分析评估，发现了一个惊人问题：这些组件的黄变，跟一个关键的封装材料---背板，有密切关系。
“往往一块组件出现黄变，一方面意味着它的透光率开始降低，另一方面，也预示着开裂的前兆。”霍尼韦尔Honeywell光伏背板事业部经理李大松阐述道。
“背板黄变是一个业内普遍存在的现象，多发生在光照比较强的地方，比如西班牙，使用了不抗紫外的EVA及不抗紫外的背板，长时间会导致背板的加速老外，从而黄变，对组件使用寿命产生影响。”航天机电产品经理魏屹东曾到欧洲各国的电站进行考察，他表示，不止一家运行商，基本上每家公司都会遇到这个问题。
面对这个问题，杜邦公司光伏解决方案全球市场总监Conrad Burke直言不讳地发出警示：“背板对于组件保护与使用年限扮演关键角色，它是组件与环境之间的电气绝缘体。背板失效可能导致重大灾难、无预警电力衰减并危及完全。如此巨大冲击可能损害品牌声誉甚至人身安全，需要引起足够重视。”
确保组件及电站安全
与人一样，组件也需要对抗紫外、抗老化。它需要减少光老化衰减，保持25年使用寿命。如果要用“防晒霜”做比喻，那么光伏背板就如同组件的防晒霜，背板性能的好坏决定组件抗紫外与曝晒的能力。
众所周知，大部分光伏组件长期暴露在户外，紫外光、水汽、高低温、化学气体、风沙等各种外部环境都会使组件受到影响，这是对组件部件、材料以及制造质量的考验。作为组件最外面保护层的背板，需要对此肩负更多的责任，因此背板需要综合多种性能。
杜邦Conrad Burke向《PV-Tech PRO》表示：“为了保护组件达25年，背板必须具有三个关键特性：耐候性、机械强度和黏着力，同时要兼顾这三个特性的最佳平衡。”
“其中，耐候性主要包括抗紫外、耐水解、高低温(昼夜温差)、风沙磨损等，它帮助组件适用于全球不同的地域及气候环境。比如在风沙大、气温高的沙漠地区，好的背板可以经受风沙及外部尖锐器械的物理磨损；在一些容易发生火灾的地方，以氟膜为基础的背板可以帮助防火，减少安全隐患。”Honeywell李大松解释。
肯博Krempel公司技术顾问吴立补充表示：“好的背板保护电池片不受环境影响从而高效发电，并始终起到绝缘保护作用。”
背板对组件内部的电池、EVA等起到保护作用。一款质优的背板不仅可以起到保护作用，还有一个关键作用--绝缘。如果一款背板的阻隔性差，那么其水汽透过率会比较高，不能阻隔外来的恶劣因素，会导致外部的水汽进入到组件里，加速EVA的降解和导电材料的腐蚀，电池性能的衰减，组件功率下降，时间长了还将引发漏电。这不仅对组件发电量产生影响，同时也会形成触电危险。另外，根据一项最新研究显示，背板透水率过高可能会加速组件PID或闪电纹现象的形成。
对于由组件阵列组合发电的太阳能电站而言，这些都是隐患。电站运营商采购并使用这样的组件，初期投入成本得到控制降低，但后期运营维护成本将不断推高，同时发电量未必能获得保障，而采用质量好且经过长期实绩验证的背板可以减少组件失效风险和长期保持组件高功率，有些甚至有助于提升组件转换效率，如Honeywell开发的PowerShield™Cool Black以此为目标。
认知背板：材料是关键
背板的质量由其中关键材料决定，有意思的是，背板同样以所使用的材料结构而进行分类。
杜邦公司将背板分为三大基本类型：双层氟材料、单层氟材料以及非含氟材料，并告知每种类型中又有多种结构。市场上将杜邦的分类通俗地分为两类：含氟类与不含氟类。
然而，Honeywell李大松表示：“由于近两年成本压缩的厉害，现在背板公司在向组件企业解释是否含氟的问题上，界限开始变得模糊，因为哪怕只有少量氟塑料，也可以解释为含氟。现在一些涂层背板也称其含氟，但是含氟量具体占比不得而知。”
在综合各家所言后，本刊将背板分为三大类：第一类是传统的以氟膜为基础的复合型背板(如TPT、TPE、KPK、KPE、单面THV)、APA，第二类PET为基础的非氟背板，第三类为氟涂层背板(coating)以及其他新型材料。
其中第一种是经受过行业考验，生产及使用最早也是较稳定传统的背板产品，具有代表性的材料/背板供应商有杜邦、台虹科技、3M、阿科玛、Honeywell以及日本东洋，国内主要代表企业为赛伍。值得注意的是，杜邦、阿科玛并不生产背板，而是生产其中的关键材料，杜邦拥有其品牌氟膜产品Tedlar®PVF薄膜，阿科玛提供Kynar®PVDF膜。Honeywell与3M则涉足氟膜整条产业链，如表一。
为什么是氟膜？
“因为品质好的氟膜可以经受住外部的紫外线老化，紫外对其影响不大，耐候性很好。背板产品能不能耐25年，其关键材料的分子结构就决定了他是否具备这个能力。氟膜经高温熔融，氟膜经高温熔融，由高分子形成一整张膜，致密性很好，机械强度较高，不易被破坏。致密性很好，机械强度较高，不易被破坏。与PET粘接后，即使在使用中有部分脱胶，表面的薄膜仍然完整，仍能保护内部的PET层。”浙江大学高分子材料专业出身的李大松表示，即便从微观层面分析氟膜的结构及性能，他同样有信心。
对于近两年使用量逐步上升的第二类PET非氟背板，李大松指出：“事实上，PET早期对产品的质保是10-15年，而且是针对屋顶，对外部环境的要求缓和一些，应用环境不太苛刻。后来PET材料生产厂商通过对PET进行一些改进如在其中加入一些抗紫外剂等，在一定程度上延缓紫外伤害，但它本身并不能改变聚酯材料的本质。如今日本对组件的补贴年限延长至20年，这让很多日本组件厂商也开始改变对背板的选择。”
此前有报道称PET非氟背板在紫外老化后发黄，存在脱层开裂风险。然而第二类背板代表企业日本东丽Toray、康维明Coveme提出了异议，他们表示PET背板成本较低，易加工处理，层间粘合度高，外观问题少。
在一个问题上，复合型背板与PET非氟背板供应商观点出现一致，他们将问题抛给了氟涂层背板：“现在的FEVE涂层背板，经化学交联形成，相对尖锐的机械甚至硬币就容易致其脱落，耐磨性能也很差，不适合风沙较大的西部电站应用。不是所有材料能够承担这个角色。FEVE涂料在PET表面形成涂层机械强度低，热胀冷缩会让塑料材料裂开，在潮湿温差又大的地方，背板很容易脱落开裂。一旦开裂，涂料就会从PET表面脱落或水汽渗入而失去保护作用，而且涂料在涂布过程中非常容易形成针孔而使水汽阻隔能力下降。”
对于上述观点，新近进军光伏产业的日本富士胶片给出了不同看法，他们带来一款新的背板产品。富士公司执行董事后藤佳久介绍，富士新型无胶涂覆强化背板结合了富士胶片公司用于胶卷的两个原创核心技术，一是强化PET基膜制造技术，二是无胶型涂布精密成型技术。他表示：“新型背板首次通过美国UL公司认证的具有长期极限使用最高温度(RTI值为130℃)的250微米厚置的强化PET(耐水解PET)用于背板中间层，不用胶黏剂。”相比传统复合型TPE背板，他们认为其优势集中体现在经过加速老化试验后，依然维持原有发电效率、原有水蒸气透过率、原有击穿电压等高耐候性与安全性。
江苏赛拉弗公司使用了富士公司的新型背板，CTO金鹏表示，过去一年时间里我们试验了多种背板，最后选择富士后生产的组件出货到欧洲地区，截至目前约有几十MW。
说起氟涂层背板，它的开发与兴起跟整个市场局势息息相关，在前几年光伏市场很好的时候，由于国内对光伏背板的需求旺盛，使得氟膜的供应一度紧张，特别是杜邦的Tedlar® PVF膜，形成供不应求的局面。为了抓住这一波发展高潮，国内企业开发了一种新型背板，不用氟膜，而是用涂料直接涂覆到PET薄膜上。这样材质的背板降低了门槛及价格，在材料短缺又有价格优势的前提下，市场被打开。目前苏州中来、联合新材是氟涂型背板的主要供应商代表。
业主找来组件供应商，组件供应商解释：“这是正常现象，就像人晒太阳久了，即便擦了防晒霜，还是会变黑。”
然而，再怎么解释也掩盖不住业主的担忧，组件供应商将黄变严重的一批组件进行了撤换。尽管如此，隐患埋在了电站运营商的心里，事后，他找来鉴定专家，对黄变严重的组件进行分析评估，发现了一个惊人问题：这些组件的黄变，跟一个关键的封装材料---背板，有密切关系。
“往往一块组件出现黄变，一方面意味着它的透光率开始降低，另一方面，也预示着开裂的前兆。”霍尼韦尔Honeywell光伏背板事业部经理李大松阐述道。
“背板黄变是一个业内普遍存在的现象，多发生在光照比较强的地方，比如西班牙，使用了不抗紫外的EVA及不抗紫外的背板，长时间会导致背板的加速老外，从而黄变，对组件使用寿命产生影响。”航天机电产品经理魏屹东曾到欧洲各国的电站进行考察，他表示，不止一家运行商，基本上每家公司都会遇到这个问题。
面对这个问题，杜邦公司光伏解决方案全球市场总监Conrad Burke直言不讳地发出警示：“背板对于组件保护与使用年限扮演关键角色，它是组件与环境之间的电气绝缘体。背板失效可能导致重大灾难、无预警电力衰减并危及完全。如此巨大冲击可能损害品牌声誉甚至人身安全，需要引起足够重视。”
确保组件及电站安全
与人一样，组件也需要对抗紫外、抗老化。它需要减少光老化衰减，保持25年使用寿命。如果要用“防晒霜”做比喻，那么光伏背板就如同组件的防晒霜，背板性能的好坏决定组件抗紫外与曝晒的能力。
众所周知，大部分光伏组件长期暴露在户外，紫外光、水汽、高低温、化学气体、风沙等各种外部环境都会使组件受到影响，这是对组件部件、材料以及制造质量的考验。作为组件最外面保护层的背板，需要对此肩负更多的责任，因此背板需要综合多种性能。
杜邦Conrad Burke向《PV-Tech PRO》表示：“为了保护组件达25年，背板必须具有三个关键特性：耐候性、机械强度和黏着力，同时要兼顾这三个特性的最佳平衡。”
“其中，耐候性主要包括抗紫外、耐水解、高低温(昼夜温差)、风沙磨损等，它帮助组件适用于全球不同的地域及气候环境。比如在风沙大、气温高的沙漠地区，好的背板可以经受风沙及外部尖锐器械的物理磨损；在一些容易发生火灾的地方，以氟膜为基础的背板可以帮助防火，减少安全隐患。”Honeywell李大松解释。
肯博Krempel公司技术顾问吴立补充表示：“好的背板保护电池片不受环境影响从而高效发电，并始终起到绝缘保护作用。”
背板对组件内部的电池、EVA等起到保护作用。一款质优的背板不仅可以起到保护作用，还有一个关键作用--绝缘。如果一款背板的阻隔性差，那么其水汽透过率会比较高，不能阻隔外来的恶劣因素，会导致外部的水汽进入到组件里，加速EVA的降解和导电材料的腐蚀，电池性能的衰减，组件功率下降，时间长了还将引发漏电。这不仅对组件发电量产生影响，同时也会形成触电危险。另外，根据一项最新研究显示，背板透水率过高可能会加速组件PID或闪电纹现象的形成。
对于由组件阵列组合发电的太阳能电站而言，这些都是隐患。电站运营商采购并使用这样的组件，初期投入成本得到控制降低，但后期运营维护成本将不断推高，同时发电量未必能获得保障，而采用质量好且经过长期实绩验证的背板可以减少组件失效风险和长期保持组件高功率，有些甚至有助于提升组件转换效率，如Honeywell开发的PowerShield™Cool Black以此为目标。
认知背板：材料是关键
背板的质量由其中关键材料决定，有意思的是，背板同样以所使用的材料结构而进行分类。
杜邦公司将背板分为三大基本类型：双层氟材料、单层氟材料以及非含氟材料，并告知每种类型中又有多种结构。市场上将杜邦的分类通俗地分为两类：含氟类与不含氟类。
然而，Honeywell李大松表示：“由于近两年成本压缩的厉害，现在背板公司在向组件企业解释是否含氟的问题上，界限开始变得模糊，因为哪怕只有少量氟塑料，也可以解释为含氟。现在一些涂层背板也称其含氟，但是含氟量具体占比不得而知。”
在综合各家所言后，本刊将背板分为三大类：第一类是传统的以氟膜为基础的复合型背板(如TPT、TPE、KPK、KPE、单面THV)、APA，第二类PET为基础的非氟背板，第三类为氟涂层背板(coating)以及其他新型材料。
其中第一种是经受过行业考验，生产及使用最早也是较稳定传统的背板产品，具有代表性的材料/背板供应商有杜邦、台虹科技、3M、阿科玛、Honeywell以及日本东洋，国内主要代表企业为赛伍。值得注意的是，杜邦、阿科玛并不生产背板，而是生产其中的关键材料，杜邦拥有其品牌氟膜产品Tedlar®PVF薄膜，阿科玛提供Kynar®PVDF膜。Honeywell与3M则涉足氟膜整条产业链，如表一。
为什么是氟膜？
“因为品质好的氟膜可以经受住外部的紫外线老化，紫外对其影响不大，耐候性很好。背板产品能不能耐25年，其关键材料的分子结构就决定了他是否具备这个能力。氟膜经高温熔融，氟膜经高温熔融，由高分子形成一整张膜，致密性很好，机械强度较高，不易被破坏。致密性很好，机械强度较高，不易被破坏。与PET粘接后，即使在使用中有部分脱胶，表面的薄膜仍然完整，仍能保护内部的PET层。”浙江大学高分子材料专业出身的李大松表示，即便从微观层面分析氟膜的结构及性能，他同样有信心。
对于近两年使用量逐步上升的第二类PET非氟背板，李大松指出：“事实上，PET早期对产品的质保是10-15年，而且是针对屋顶，对外部环境的要求缓和一些，应用环境不太苛刻。后来PET材料生产厂商通过对PET进行一些改进如在其中加入一些抗紫外剂等，在一定程度上延缓紫外伤害，但它本身并不能改变聚酯材料的本质。如今日本对组件的补贴年限延长至20年，这让很多日本组件厂商也开始改变对背板的选择。”
此前有报道称PET非氟背板在紫外老化后发黄，存在脱层开裂风险。然而第二类背板代表企业日本东丽Toray、康维明Coveme提出了异议，他们表示PET背板成本较低，易加工处理，层间粘合度高，外观问题少。
在一个问题上，复合型背板与PET非氟背板供应商观点出现一致，他们将问题抛给了氟涂层背板：“现在的FEVE涂层背板，经化学交联形成，相对尖锐的机械甚至硬币就容易致其脱落，耐磨性能也很差，不适合风沙较大的西部电站应用。不是所有材料能够承担这个角色。FEVE涂料在PET表面形成涂层机械强度低，热胀冷缩会让塑料材料裂开，在潮湿温差又大的地方，背板很容易脱落开裂。一旦开裂，涂料就会从PET表面脱落或水汽渗入而失去保护作用，而且涂料在涂布过程中非常容易形成针孔而使水汽阻隔能力下降。”
对于上述观点，新近进军光伏产业的日本富士胶片给出了不同看法，他们带来一款新的背板产品。富士公司执行董事后藤佳久介绍，富士新型无胶涂覆强化背板结合了富士胶片公司用于胶卷的两个原创核心技术，一是强化PET基膜制造技术，二是无胶型涂布精密成型技术。他表示：“新型背板首次通过美国UL公司认证的具有长期极限使用最高温度(RTI值为130℃)的250微米厚置的强化PET(耐水解PET)用于背板中间层，不用胶黏剂。”相比传统复合型TPE背板，他们认为其优势集中体现在经过加速老化试验后，依然维持原有发电效率、原有水蒸气透过率、原有击穿电压等高耐候性与安全性。
江苏赛拉弗公司使用了富士公司的新型背板，CTO金鹏表示，过去一年时间里我们试验了多种背板，最后选择富士后生产的组件出货到欧洲地区，截至目前约有几十MW。
说起氟涂层背板，它的开发与兴起跟整个市场局势息息相关，在前几年光伏市场很好的时候，由于国内对光伏背板的需求旺盛，使得氟膜的供应一度紧张，特别是杜邦的Tedlar® PVF膜，形成供不应求的局面。为了抓住这一波发展高潮，国内企业开发了一种新型背板，不用氟膜，而是用涂料直接涂覆到PET薄膜上。这样材质的背板降低了门槛及价格，在材料短缺又有价格优势的前提下，市场被打开。目前苏州中来、联合新材是氟涂型背板的主要供应商代表。
