歐洲某太陽能電站，一位電站業主走到電站邊緣，驚訝地看著自己為建造太陽能電站采購回來的組件，背面從明晃晃的銀白色，變成了大片大片的淡黃色，遠遠望去，像極了一朵朵盛開的向日葵。然而，此刻的向日葵卻讓人高興不起來，反而讓人感到了恐懼。好端端的組件怎么變了顏色？

業主找來組件供應商，組件供應商解釋：“這是正?，F象，就像人曬太陽久了，即便擦了防曬霜，還是會變黑。”

然而，再怎么解釋也掩蓋不住業主的擔憂，組件供應商將黃變嚴重的一批組件進行了撤換。盡管如此，隱患埋在了電站運營商的心里，事后，他找來鑒定專家，對黃變嚴重的組件進行分析評估，發現了一個驚人問題：這些組件的黃變，跟一個關鍵的封裝材料---背板，有密切關系。

“往往一塊組件出現黃變，一方面意味著它的透光率開始降低，另一方面，也預示著開裂的前兆。”霍尼韋爾Honeywell光伏背板事業部經理李大松闡述道。

“背板黃變是一個業內普遍存在的現象，多發生在光照比較強的地方，比如西班牙，使用了不抗紫外的EVA及不抗紫外的背板，長時間會導致背板的加速老外，從而黃變，對組件使用壽命產生影響。”航天機電產品經理魏屹東曾到歐洲各國的電站進行考察，他表示，不止一家運行商，基本上每家公司都會遇到這個問題。

面對這個問題，杜邦公司光伏解決方案全球市場總監Conrad Burke直言不諱地發出警示：“背板對于組件保護與使用年限扮演關鍵角色，它是組件與環境之間的電氣絕緣體。背板失效可能導致重大災難、無預警電力衰減并危及完全。如此巨大沖擊可能損害品牌聲譽甚至人身安全，需要引起足夠重視。”

確保組件及電站安全

與人一樣，組件也需要對抗紫外、抗老化。它需要減少光老化衰減，保持25年使用壽命。如果要用“防曬霜”做比喻，那么光伏背板就如同組件的防曬霜，背板性能的好壞決定組件抗紫外與曝曬的能力。

眾所周知，大部分光伏組件長期暴露在戶外，紫外光、水汽、高低溫、化學氣體、風沙等各種外部環境都會使組件受到影響，這是對組件部件、材料以及制造質量的考驗。作為組件最外面保護層的背板，需要對此肩負更多的責任，因此背板需要綜合多種性能。

杜邦Conrad Burke向《PV-Tech PRO》表示：“為了保護組件達25年，背板必須具有三個關鍵特性：耐候性、機械強度和黏著力，同時要兼顧這三個特性的最佳平衡。”

“其中，耐候性主要包括抗紫外、耐水解、高低溫(晝夜溫差)、風沙磨損等，它幫助組件適用于全球不同的地域及氣候環境。比如在風沙大、氣溫高的沙漠地區，好的背板可以經受風沙及外部尖銳器械的物理磨損；在一些容易發生火災的地方，以氟膜為基礎的背板可以幫助防火，減少安全隱患。”Honeywell李大松解釋。

肯博Krempel公司技術顧問吳立補充表示：“好的背板保護電池片不受環境影響從而高效發電，并始終起到絕緣保護作用。”

背板對組件內部的電池、EVA等起到保護作用。一款質優的背板不僅可以起到保護作用，還有一個關鍵作用--絕緣。如果一款背板的阻隔性差，那么其水汽透過率會比較高，不能阻隔外來的惡劣因素，會導致外部的水汽進入到組件里，加速EVA的降解和導電材料的腐蝕，電池性能的衰減，組件功率下降，時間長了還將引發漏電。這不僅對組件發電量產生影響，同時也會形成觸電危險。另外，根據一項最新研究顯示，背板透水率過高可能會加速組件PID或閃電紋現象的形成。

對于由組件陣列組合發電的太陽能電站而言，這些都是隱患。電站運營商采購并使用這樣的組件，初期投入成本得到控制降低，但后期運營維護成本將不斷推高，同時發電量未必能獲得保障，而采用質量好且經過長期實績驗證的背板可以減少組件失效風險和長期保持組件高功率，有些甚至有助于提升組件轉換效率，如Honeywell開發的PowerShield™Cool Black以此為目標。

認知背板：材料是關鍵

背板的質量由其中關鍵材料決定，有意思的是，背板同樣以所使用的材料結構而進行分類。

杜邦公司將背板分為三大基本類型：雙層氟材料、單層氟材料以及非含氟材料，并告知每種類型中又有多種結構。市場上將杜邦的分類通俗地分為兩類：含氟類與不含氟類。

然而，Honeywell李大松表示：“由于近兩年成本壓縮的厲害，現在背板公司在向組件企業解釋是否含氟的問題上，界限開始變得模糊，因為哪怕只有少量氟塑料，也可以解釋為含氟。現在一些涂層背板也稱其含氟，但是含氟量具體占比不得而知。”

在綜合各家所言后，本刊將背板分為三大類：第一類是傳統的以氟膜為基礎的復合型背板(如TPT、TPE、KPK、KPE、單面THV)、APA，第二類PET為基礎的非氟背板，第三類為氟涂層背板(coating)以及其他新型材料。

其中第一種是經受過行業考驗，生產及使用最早也是較穩定傳統的背板產品，具有代表性的材料/背板供應商有杜邦、臺虹科技、3M、阿科瑪、Honeywell以及日本東洋，國內主要代表企業為賽伍。值得注意的是，杜邦、阿科瑪并不生產背板，而是生產其中的關鍵材料，杜邦擁有其品牌氟膜產品Tedlar®PVF薄膜，阿科瑪提供Kynar®PVDF膜。Honeywell與3M則涉足氟膜整條產業鏈，如表一。

為什么是氟膜？

“因為品質好的氟膜可以經受住外部的紫外線老化，紫外對其影響不大，耐候性很好。背板產品能不能耐25年，其關鍵材料的分子結構就決定了他是否具備這個能力。氟膜經高溫熔融，氟膜經高溫熔融，由高分子形成一整張膜，致密性很好，機械強度較高，不易被破壞。致密性很好，機械強度較高，不易被破壞。與PET粘接后，即使在使用中有部分脫膠，表面的薄膜仍然完整，仍能保護內部的PET層。”浙江大學高分子材料專業出身的李大松表示，即便從微觀層面分析氟膜的結構及性能，他同樣有信心。

對于近兩年使用量逐步上升的第二類PET非氟背板，李大松指出：“事實上，PET早期對產品的質保是10-15年，而且是針對屋頂，對外部環境的要求緩和一些，應用環境不太苛刻。后來PET材料生產廠商通過對PET進行一些改進如在其中加入一些抗紫外劑等，在一定程度上延緩紫外傷害，但它本身并不能改變聚酯材料的本質。如今日本對組件的補貼年限延長至20年，這讓很多日本組件廠商也開始改變對背板的選擇。”

此前有報道稱PET非氟背板在紫外老化后發黃，存在脫層開裂風險。然而第二類背板代表企業日本東麗Toray、康維明Coveme提出了異議，他們表示PET背板成本較低，易加工處理，層間粘合度高，外觀問題少。

在一個問題上，復合型背板與PET非氟背板供應商觀點出現一致，他們將問題拋給了氟涂層背板：“現在的FEVE涂層背板，經化學交聯形成，相對尖銳的機械甚至硬幣就容易致其脫落，耐磨性能也很差，不適合風沙較大的西部電站應用。不是所有材料能夠承擔這個角色。FEVE涂料在PET表面形成涂層機械強度低，熱脹冷縮會讓塑料材料裂開，在潮濕溫差又大的地方，背板很容易脫落開裂。一旦開裂，涂料就會從PET表面脫落或水汽滲入而失去保護作用，而且涂料在涂布過程中非常容易形成針孔而使水汽阻隔能力下降。”

對于上述觀點，新近進軍光伏產業的日本富士膠片給出了不同看法，他們帶來一款新的背板產品。富士公司執行董事后藤佳久介紹，富士新型無膠涂覆強化背板結合了富士膠片公司用于膠卷的兩個原創核心技術，一是強化PET基膜制造技術，二是無膠型涂布精密成型技術。他表示：“新型背板首次通過美國UL公司認證的具有長期極限使用最高溫度(RTI值為130℃)的250微米厚置的強化PET(耐水解PET)用于背板中間層，不用膠黏劑。”相比傳統復合型TPE背板，他們認為其優勢集中體現在經過加速老化試驗后，依然維持原有發電效率、原有水蒸氣透過率、原有擊穿電壓等高耐候性與安全性。

江蘇賽拉弗公司使用了富士公司的新型背板，CTO金鵬表示，過去一年時間里我們試驗了多種背板，最后選擇富士后生產的組件出貨到歐洲地區，截至目前約有幾十MW。

說起氟涂層背板，它的開發與興起跟整個市場局勢息息相關，在前幾年光伏市場很好的時候，由于國內對光伏背板的需求旺盛，使得氟膜的供應一度緊張，特別是杜邦的Tedlar® PVF膜，形成供不應求的局面。為了抓住這一波發展高潮，國內企業開發了一種新型背板，不用氟膜，而是用涂料直接涂覆到PET薄膜上。這樣材質的背板降低了門檻及價格，在材料短缺又有價格優勢的前提下，市場被打開。目前蘇州中來、聯合新材是氟涂型背板的主要供應商代表。