3.5.3　各类背板材料介绍

3.5.3.1　氟材料

为了使聚合物背板的外层具有良好的耐候性，常选用氟材料作为背板材料，氟材料具有独特的分子结构，其耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学药品性等均十分优越。氟元素的电负性大，范德华半径小，C-F键能高达439.2kJ/mol，是高分子材料共价键中键能最大的。太阳光中的紫外光波长短，穿透力较强，对材料的破坏性较大，290nm以下的紫外线几乎都被大气层中的臭氧层吸收，能到达地表的紫外波长一般在290～400nm。从表3-7可看出，除了C-F键，其他分子键很容易被紫外线破坏，因此，氟材料是聚合物背板外层材料的最佳选择。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，行业内使用PVDF和PVF较多。

表3-7　常见的分子键能

聚氟乙烯（PVF）由杜邦公司研发，并命名为Tedlar。PVF常用的有一代产品和二代产品。PVF在光伏组件背板中的应用迄今至少有25年的历史，因为被杜邦垄断，独家供货，所以成本较高，近年来PVF在光伏行业市场的占有率逐渐走低。PVF加工工艺比较复杂，在制造PVF薄膜时将含潜溶剂的PVF挤出到不锈钢板上，挥发掉溶剂后得到PVF薄膜，其制造工艺的特殊性导致薄膜表面会有较多的针孔状缺陷，所以PVF的水气阻隔能力不高。

聚偏氟乙烯（PVDF）不易单独成膜，需要加入增塑剂来改善其成膜性。由于增塑剂的加入，其耐老化性能可能会有所下降。法国阿克玛公司为保证这种材料的耐老化性能不降低，创新研发出三层PVDF膜结构，其内外两层为纯PVDF，中间一层为增塑层PVDF。与PVF相比，同样厚度的PVDF薄膜的水气透过率大约是PVF的十分之一。由于PVDF的性价比高，加工适应性强，货源充足，目前在市场上的占有率较高。

因为氟材料具有较大的电负性，其含氟量越高，材料的表面能越低，黏结性能越差，因此一般都需要进行特殊的表面处理才能与其他材料形成良好的黏结；此外氟材料价格也比较高。目前有多家公司在研究采用具备较强耐候性的不含氟材料作为外层材料。

3.5.3.2　PET

PET即聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET主要用于制作背板的中间层，为整个背板提供骨架支撑。PET也可通过改性提高其耐候性，用于制作背板的最外层。

PET具有良好的阻隔性、耐热耐寒性、绝缘性、尺寸稳定性。因为其采用双向拉伸的制造工艺，因此机械性能优异。虽然PET的阻隔性能较好，但是由于其分子主链中含有大量的酯基，容易发生水解反应，会导致力学性能急剧下降，因此，很多厂家通过对其改性处理，大幅提高其耐水解性能，但这会增加生产成本，所以通常在选择耐水解PET时会略微降低对PET厚度的要求，以实现合适的性价比和差异化应用。