光伏組件背面的外層材料稱為背板，是光伏組件的關(guān)鍵部件，它將組件內(nèi)部與外界環(huán)境隔離，實現(xiàn)電絕緣，使組件能夠在戶外長時間運行。組件的可靠性、使用壽命也與背板質(zhì)量密切相關(guān)。背板材料如果失效，則組件內(nèi)部的封裝材料會直接裸露在嚴(yán)苛的戶外環(huán)境中，引發(fā)封裝材料水解、電池和焊帶腐蝕以及脫層等，迅速降低組件功率輸出和使用壽命，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致組件絕緣失效，繼而引發(fā)火災(zāi)和傷亡事故。因此，優(yōu)良的背板材料應(yīng)該具有良好的機械穩(wěn)定性、絕緣性、阻隔水氣性、粘接性、散熱性、耐環(huán)境老化性（紫外線、高溫、濕熱和化學(xué)品等），并附加一定的光線反射功能，以增強發(fā)電效率。通?？筛鶕?jù)組件的不同需求及應(yīng)用場合選取適當(dāng)?shù)谋嘲濉?/span>

不同結(jié)構(gòu)的背板有不同的功能，可以根據(jù)不同的使用區(qū)域選擇合適的背板。使用含氟背板的組件可用于紫外線強烈的地區(qū)；使用耐水解PET的組件可用于高溫高濕地區(qū)；傳統(tǒng)的白色背板能夠增強光線反射，從而提高組件發(fā)電效率；黑色背板可以滿足屋頂?shù)冉ㄖ拿缹W(xué)要求；而采用玻璃背板可以做成透光的組件，適用于建筑采光、農(nóng)業(yè)大棚。黑色和透明背板是沒有光線反射功能的，與白色背板的組件相比，輸出功率會降低2%～3%。

目前市場對背板提出的要求極高，因為組件的安裝地址是未知的，所以在生產(chǎn)時會要求背板具備能夠滿足所有使用環(huán)境要求的功能，從而導(dǎo)致了高成本。然而現(xiàn)實的情況是光伏組件在長達幾十年的應(yīng)用過程中，其運行環(huán)境是相對單一的，并不需要采用能夠滿足所有氣候條件的材料。最好的解決方法是開發(fā)和選擇差異化的背板，滿足不同的氣候條件，這樣可以在一定程度上降低成本，選擇性價比更好的材料和產(chǎn)品。

1.結(jié)構(gòu)和功能

如前所述，光伏組件對背板的要求很高，目前僅靠一種單一聚合物材料不能滿足所有項目要求，一般聚合物背板都是由多層具有不同功能的材料復(fù)合而成。典型的三層背板結(jié)構(gòu)如圖3-8所示。

背板三層結(jié)構(gòu)通常分為外層、中間層和內(nèi)層，這三層的功能有所不同。背板外層一般采用耐候的氟層或者改性的耐候PET，其直接暴露在外界環(huán)境中，不僅需要具備良好的耐候性（Weatherability）和耐久性（Durability），即在濕、熱、紫外、冷熱循環(huán)和風(fēng)吹雨打的條件下保持良好的機械穩(wěn)定性、外觀完好性，并與接線盒以及邊緣密封膠可靠粘接，而且還要能夠耐受組件層壓過程中高達150℃的高溫，此外在安裝和搬運過程中還要耐機械刮擦。

背板中間層則主要提供機械性能、電絕緣性能和阻隔性能保證，中間層一般常用的是PET聚酯材料，這種材料耐受紫外光和濕熱老化能力較差，因此改性的高阻隔耐水解PET越來越多。背板內(nèi)層主要保證背板與組件封裝材料的可靠粘接，同時因為太陽光透過玻璃會照到這一層，因此內(nèi)層也需要具備一定的耐候、耐UV能力。此外如果內(nèi)層有較高的反射率，還能提高組件的輸出功率。

聚合物背板按照材料劃分，可以分為含氟背板（如TPT背板、KPA背板等）和不含氟背板（如PET背板、聚酰胺背板等）。2006年以前市場普遍使用雙層含氟背板，后來隨著太陽能行業(yè)的迅速發(fā)展，成本競爭越來越激烈，市場上開始出現(xiàn)采用非氟材料的背板，比如以改性耐水解聚酯為外層的PET背板和以聚酰胺（俗稱尼龍）為外層的背板。

聚合物背板按照其生產(chǎn)工藝可以分為復(fù)合型背板、涂覆型背板、共擠型背板。復(fù)合型背板的三層材料一般單獨成膜，然后通過膠水將三層復(fù)合，如KPK 型背板；涂覆型背板一般將中間PET的上下兩面使用涂層進行涂覆，采用的涂層多為含氟涂層，如CPC型背板；共擠型背板通過將數(shù)層聚合物（典型為三層）材料同時從擠出機的模頭擠出成型制成，一般要求這幾層材料的加工性能相近，如 AAA背板，但是這種背板在實際應(yīng)用中發(fā)生了較嚴(yán)重的開裂問題，因此目前已經(jīng)停用。

常見的光伏背板（涂覆型）的生產(chǎn)工藝流程見圖3-9。

2.技術(shù)要求

背板的檢驗指標(biāo)重點需要關(guān)注幾個項目，見表3-6。

3.各類背板材料介紹

（1）氟材料

為了使聚合物背板的外層具有良好的耐候性，常選用氟材料作為背板材料，氣材料具有獨特的分子結(jié)構(gòu)，其耐候性、耐熱性、耐高低溫性和耐化學(xué)藥品性等均十分優(yōu)越。氟元素的電負(fù)性大，范德華半徑小，C-F鍵能高達439. 2kJ/mol,是高分子材料共價鍵中鍵能最大的。太陽光中的紫外光波長短，穿透力較強，對材料的破壞性較大，290nm以下的紫外線幾乎都被大氣層中的臭氧層吸收，能到達地表的紫外波長一般在290?400nm。

從表3-7可看出，除了 C-F鍵，其他分子鍵很容易被紫外線破壞，因此，氟材料是聚合物背板外層材料的最佳選擇。常用的氟材料有聚氟乙烯(PVF),聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)等，行業(yè)內(nèi)使用PVDF和PVF較多。

聚氟乙烯（PVF）由杜邦公司研發(fā)，并命名為Tedlar。PVF常用的有一代產(chǎn)品和二代產(chǎn)品。PVF在光伏組件背板中的應(yīng)用迄今至少有25年的歷史，因為被杜邦壟斷，獨家供貨，所以成本較高，近年來PVF在光伏行業(yè)市場的占有率逐漸走低。PVF加工工藝比較復(fù)雜，在制造PVF薄膜時將含潛溶劑的PVF擠出到不銹鋼板上，揮發(fā)掉溶劑后得到PVF薄膜，其制造工藝的特殊性導(dǎo)致薄膜表面會有較多的針孔狀缺陷，所以PVF的水氣阻隔能力不高。

聚偏氟乙烯（PVDF）不易單獨成膜，需要加入增塑劑來改善其成膜性。由于增塑劑的加入，其耐老化性能可能會有所下降。法國阿克瑪公司為保證這種材料的耐老化性能不降低，創(chuàng)新研發(fā)出三層PVDF膜結(jié)構(gòu)，其內(nèi)外兩層為純PVDF，中間一層為增塑層PVDF。與PVF相比，同樣厚度的PVDF薄膜的水氣透過率大約是PVF的十分之一。由于PVDF的性價比高，加工適應(yīng)性強，貨源充足，目前在市場上的占有率較高。

因為氟材料具有較大的電負(fù)性，其含氟量越高，材料的表面能越低，黏結(jié)性能越差，因此一般都需要進行特殊的表面處理才能與其他材料形成良好的黏結(jié)；此外氟材料價格也比較高。目前有多家公司在研究采用具備較強耐候性的不含氟材料作為外層材料。

（2） PET

PET即聚對苯二甲酸乙二醇酯，PET主要用于制作背板的中間層，為整個背板提供骨架支撐。PET也可通過改性提高其耐候性，用于制作背板的最外層。

PET具有良好的阻隔性、耐熱耐寒性、絕緣性、尺寸穩(wěn)定性。因為其采用雙向拉伸的制造工藝，因此機械性能優(yōu)異。雖然PET的阻隔性能較好，但是由于其分子主鏈中含有大量的酯基，容易發(fā)生水解反應(yīng)，會導(dǎo)致力學(xué)性能急劇下降，因此，很多廠家通過對其改性處理，大幅提高其耐水解性能，但這會增加生產(chǎn)成本，所以通常在選擇耐水解PET時會略微降低對PET厚度的要求，以實現(xiàn)合適的性價比和差異化應(yīng)用。

4. 新型背板及應(yīng)用

隨著上游技術(shù)的進步和下游使用場合的多樣化發(fā)展，各種光伏組件新技術(shù)相繼出現(xiàn)，光伏組件背板也有了更多的類型。

（1）玻璃背板

玻璃是無機材料，不會老化，不透水。采用玻璃做組件背板，能夠提高組件的密封性、絕緣性、抗PID性以及抗黑線、防隱裂性能，從而大大増強組件的可靠性，為高溫高濕和鹽霧酸敬地區(qū)的光伏組件的背板選擇提供了良好的解決方案。一般背板玻璃不需要采用超白壓花玻璃，使用普通浮法玻璃即可，雙面電池組件宜采用超白壓花玻璃。

業(yè)內(nèi)有人認(rèn)為，釆用玻璃做組件背板.組件內(nèi)部高分子降解產(chǎn)生的醋酸等小分子氣體不易釋放出去，會對雙玻組件的可靠性產(chǎn)生負(fù)面影響。對此，天合光能公司經(jīng)過大故研究，得出以下結(jié)論：高分子材料如EVA等在戶外自然條件下老化的主要誘因是水氣、熱、氧氣和紫外輻射，在老化過程中伴有光氧老化、光熱老化、水解作用三個互相作用的過程，其中水氣起了很大程度的催化劑作用，而雙玻組件由于采用玻璃背板，因此能有效阻隔水氣滲入組件內(nèi)部，從而大幅度緩解EVA材料的老化，使得老化過程幾乎不會釋放醋酸，，也就不會產(chǎn)生小分子氣體，所以雙玻組件具有非常高的可靠性。

（2）導(dǎo)電背板

導(dǎo)電背板(見圖3-10)集密封防護功能和電子互連功能于一身，它的制造借鑒了印刷線路板(PCB)技術(shù)，采用復(fù)合方式將常規(guī)光伏組件背板和刻有特定圖形的金屬傍電路粘接在一起。該類背板主要用于MWT和EWT組件。

早期的導(dǎo)電背板一般由PCB廠家采用傳統(tǒng)光刻方法制備金屬電路，成本非常高，故未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。最近幾年有光伏公司開始用機械或者激光加工的方法制備金屬電路，而且可以用低成本的鋁箔替代傳統(tǒng)的電解銅箔作為金屬電路層，大幅度降低了生產(chǎn)成本，新型導(dǎo)電背板開始進入大規(guī)?；a(chǎn)。