3.5.1 结构和功能
如前所述,光伏组件对背板的要求很高,目前仅靠一种单一聚合物材料不能满足所有项目要求,一般聚合物背板都是由多层具有不同功能的材料复合而成。典型的三层背板结构如图3-8所示。
图3-8 典型的三层背板结构
背板三层结构通常分为外层、中间层和内层,这三层的功能有所不同。背板外层一般采用耐候的氟层或者改性的耐候PET,其直接暴露在外界环境中,不仅需要具备良好的耐候性(Weatherability)和耐久性(Durability),即在湿、热、紫外、冷热循环和风吹雨打的条件下保持良好的机械稳定性、外观完好性,并与接线盒以及边缘密封胶可靠粘接,而且还要能够耐受组件层压过程中高达150℃的高温,此外在安装和搬运过程中还要耐机械刮擦。背板中间层则主要提供机械性能、电绝缘性能和阻隔性能保证,中间层一般常用的是PET聚酯材料,这种材料耐受紫外光和湿热老化能力较差,因此改性的高阻隔耐水解PET越来越多。背板内层主要保证背板与组件封装材料的可靠粘接,同时因为太阳光透过玻璃会照到这一层,因此内层也需要具备一定的耐候、耐UV能力。此外如果内层有较高的反射率,还能提高组件的输出功率。
聚合物背板按照材料划分,可以分为含氟背板(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年以前市场普遍使用双层含氟背板,后来随着太阳能行业的迅速发展,成本竞争越来越激烈,市场上开始出现采用非氟材料的背板,比如以改性耐水解聚酯为外层的PET背板和以聚酰胺(俗称尼龙)为外层的背板。
聚合物背板按照其生产工艺可以分为复合型背板、涂覆型背板、共挤型背板。复合型背板的三层材料一般单独成膜,然后通过胶水将三层复合,如KPK型背板;涂覆型背板一般将中间PET的上下两面使用涂层进行涂覆,采用的涂层多为含氟涂层,如CPC型背板;共挤型背板通过将数层聚合物(典型为三层)材料同时从挤出机的模头挤出成型制成,一般要求这几层材料的加工性能相近,如AAA背板,但是这种背板在实际应用中发生了较严重的开裂问题,因此目前已经停用。
常见的光伏背板(涂覆型)的生产工艺流程见图3-9。
图3-9 常见的光伏背板(涂覆型)的生产工艺流程