光伏组件背板材料介绍-2012.5
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K： 指 Arkema公司生产的PVDF专利商标名为K (Kynar)
P：指PET薄膜--聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(背板的骨架）
E：指EVA(VA含量较低）,或者聚烯烃PO
A: 改性聚酰胺（简称PA ,Nylon）Isovolta 开发有AAA结构背板
F：指氟碳涂料: PTFE(聚四氟乙烯)涂料; PVDF(聚偏氟乙烯)涂 料; FEVE 氟乙烯与乙烯基醚的共聚物. 当然很多涂料型背板厂 家为了强调自己产品的质量好，也自称F为“T”
乙烯共聚物（THV）
（CF（CF3）-CF2）
m-（CH2-CF2）o-
几种氟塑料薄膜的水汽阻隔能力(透水性)
(使用同样厚度为100μm的膜，在40℃、95%的湿度下,测试透水性)
PVF (Tedlar) 的水汽透过率10-20克/天平方米， PVDF的水汽透过率不超过2克/天平方米， THV不超过2克/天平方米 ECTFE不超过1克/天平方米 PET不超过10克/天平方米(但长时间会发生水解)。
被采用的背板品牌
聚氟乙烯(Tedlar)
-（CH2-CHF）n- Isovolta、Madico、 Krempel、台虹
聚偏氟乙烯 三氟氯乙烯-乙烯共聚物
-（CH2-CF2）n-
-（CH2-CH2）n（CFCl-CF2）m-
东洋铝业、SFC、 Krempel
Honeywell,
四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟 -（CF2-CF2）n- 3M子公司Dyneon
背板性能不佳—-导致水解开裂的现象
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
O
O
C
C
HOCH2CH2 O
OCH2CH2 n OH
• 背板最常用的基材是PET--- 聚对苯二甲酸乙二酯）
PET (n=聚合度)
• PET中的聚酯键在湿热环境下特别容易降解，分解产物是酸和醇，酸会进一 步加速降解。耐候性PET是通过添加封端剂的办法减慢分解速度而减缓PET 物性下降。但添加剂本身是消耗型的，经过一段时间后，PET还是会逐渐老 化。PET薄膜的透水率也较高，是同等厚度PVDF的4-5倍（见后面的比较数 据）。全PET的背板水汽透过率一般都较大，水汽可以透过上层的抗老化 PET攻击下层的普通PET。
交联型氟涂层/PET/氟涂层 耐候性PET/PET/PO 氟涂层/PET/氟涂层
背板耐候性能下降
常见的背板出质量问题的几个方面
背板自身材质缺陷：使用年限不达标（表现为氟材料保护层破损开 裂，PET脆化、发黄，背板破裂，纯PET结构背板一般使用年限不超过 12年）。
背板脱层：层间胶黏剂缺陷导致背板层间分层（涂胶工艺稳定性问 题，或层间胶黏剂粘结强度不够，或层间剥离力老化衰减快）
光伏组件背板材料介绍
海优威公司
HIUV Elec. Tech. Co., Ltd. 2012
常用背板结构举例—台虹背板 TPT结构
wenku.baidu.comTPE结构
常见背板种类，及其名称解析
TPT、TPE、KPK、KPE、AAA、PET、 PET- PET 、PPE.FPF 、 FPE 等等不同的背板结构名称。
其中:T：指杜邦公司的聚氟乙烯（PVF）薄膜，商品名为Tedlar 现指所有氟塑料薄膜如PVDF、THV、ECTFE薄膜等
水汽
耐候PET层
-C-
‖-OC-O-(CH2)2-
PET层 -C-
H2O存在时
O
‖ -C-OH HO(CH2)2-
酸
醇
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
• 双85加速湿热老化试验：耐候性PET；普通PET；Tedlar （厚度50u） • 老化条件：85℃/85%湿度； 3000小时 • 可以发现无论是耐候性PET还是普通PET，随时间延长，老化降解都非常明显。
与EVA粘结层的缺陷：与EVA剥离强度不够，脱层（表面处理问题： 表面材质粘结性差，或表面电晕失效）,常见的无涂层的TPT和PET背板
背板黄变（朝电池片一侧的涂层材料不耐老化，如东洋PVDF+WPET+V-PET+LE的LE层容易紫外老化黄变）。
背板太薄或太柔软：层压时起皱，或者做双85湿热循环老化，热冻 循环老化后出现背板起皱现象(通常原因：背板材质选择以及结构设计 不合理,如3M背板）
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
• 氟塑料薄膜：氟塑料薄膜由于分子链中有氟原子的保护，耐候性极好，形成 薄膜本身在老化中不会开裂。氟塑料水汽透过率低，可以有效的避免水汽对 下层PET的老化。
水汽
氟塑料薄膜层
PET层
常用背板氟塑料薄膜材料结构
简称 PVF PVDF ECTFE THV
化学名
分子结构式
本身是极性树脂，吸水透水率高，使水汽很容易透过涂层攻击处于下层的 PET，导致PET开裂。
水汽
四氟乙烯或偏氟乙烯颗粒 环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂基材
PET层
• 氟涂料无法形成有效的薄膜，只适合保护基材是坚硬，熔点高的物质，如背 板等较软的材料在生产、使用中经常被弯曲，涂层形成看不见的裂纹而被破 坏。氟涂料必须通过高温烧结（370-400℃）才能形成有效的保护膜,但是对 于熔点只有280℃的PET基材来说，是根本无法承受高温烧结的。
交联型氟涂层/PET/氟涂层 氟涂层/PET/氟涂层
氟涂层/耐候PET/普通PET/PO
典型供应商 伊索、台虹、凸版等 肯博、康威明、赛伍
Madico 、台虹 东洋、海优威
3M 康威明、DNP
伊索
哈氟隆
中来、联合新材 日本企业开发中
不同类型背板耐候性的比较
PVF/PET/PVF、PVDF/PET/PVDF PVF/PET/EVA、PVDF/PET/PO、THV/PET/EVA
300
拉伸强度（MPa）
250 50微米耐候PET
200 50微米普通PET
150 50微米Tedlar
100
50
0
0
1000
2000
3000
老化时间（小时）
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
• 氟涂料对于背板的保护性能较差：涂料内部的氟塑料颗粒不相互连接，水汽 攻击处于氟树脂间隙的普通树脂，其很快被老化，导致涂料本身开裂。基材
背板是主要以氟塑料为外保护层的多层结构材料
TPT结构 TPE结构
PET结构 AAA结构 涂层结构
背板结构 PVF/PET/PVF PVDF/PET/PVDF PVF/PET/EVA (PO) PVDF/PET/PO THV/PET/EVA 耐候PET/普通PET/PO 改性PA/改性PA/改性PA
P：指PET薄膜--聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(背板的骨架）
E：指EVA(VA含量较低）,或者聚烯烃PO
A: 改性聚酰胺（简称PA ,Nylon）Isovolta 开发有AAA结构背板
F：指氟碳涂料: PTFE(聚四氟乙烯)涂料; PVDF(聚偏氟乙烯)涂 料; FEVE 氟乙烯与乙烯基醚的共聚物. 当然很多涂料型背板厂 家为了强调自己产品的质量好，也自称F为“T”
乙烯共聚物（THV）
（CF（CF3）-CF2）
m-（CH2-CF2）o-
几种氟塑料薄膜的水汽阻隔能力(透水性)
(使用同样厚度为100μm的膜，在40℃、95%的湿度下,测试透水性)
PVF (Tedlar) 的水汽透过率10-20克/天平方米， PVDF的水汽透过率不超过2克/天平方米， THV不超过2克/天平方米 ECTFE不超过1克/天平方米 PET不超过10克/天平方米(但长时间会发生水解)。
被采用的背板品牌
聚氟乙烯(Tedlar)
-（CH2-CHF）n- Isovolta、Madico、 Krempel、台虹
聚偏氟乙烯 三氟氯乙烯-乙烯共聚物
-（CH2-CF2）n-
-（CH2-CH2）n（CFCl-CF2）m-
东洋铝业、SFC、 Krempel
Honeywell,
四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟 -（CF2-CF2）n- 3M子公司Dyneon
背板性能不佳—-导致水解开裂的现象
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
O
O
C
C
HOCH2CH2 O
OCH2CH2 n OH
• 背板最常用的基材是PET--- 聚对苯二甲酸乙二酯）
PET (n=聚合度)
• PET中的聚酯键在湿热环境下特别容易降解，分解产物是酸和醇，酸会进一 步加速降解。耐候性PET是通过添加封端剂的办法减慢分解速度而减缓PET 物性下降。但添加剂本身是消耗型的，经过一段时间后，PET还是会逐渐老 化。PET薄膜的透水率也较高，是同等厚度PVDF的4-5倍（见后面的比较数 据）。全PET的背板水汽透过率一般都较大，水汽可以透过上层的抗老化 PET攻击下层的普通PET。
交联型氟涂层/PET/氟涂层 耐候性PET/PET/PO 氟涂层/PET/氟涂层
背板耐候性能下降
常见的背板出质量问题的几个方面
背板自身材质缺陷：使用年限不达标（表现为氟材料保护层破损开 裂，PET脆化、发黄，背板破裂，纯PET结构背板一般使用年限不超过 12年）。
背板脱层：层间胶黏剂缺陷导致背板层间分层（涂胶工艺稳定性问 题，或层间胶黏剂粘结强度不够，或层间剥离力老化衰减快）
光伏组件背板材料介绍
海优威公司
HIUV Elec. Tech. Co., Ltd. 2012
常用背板结构举例—台虹背板 TPT结构
wenku.baidu.comTPE结构
常见背板种类，及其名称解析
TPT、TPE、KPK、KPE、AAA、PET、 PET- PET 、PPE.FPF 、 FPE 等等不同的背板结构名称。
其中:T：指杜邦公司的聚氟乙烯（PVF）薄膜，商品名为Tedlar 现指所有氟塑料薄膜如PVDF、THV、ECTFE薄膜等
水汽
耐候PET层
-C-
‖-OC-O-(CH2)2-
PET层 -C-
H2O存在时
O
‖ -C-OH HO(CH2)2-
酸
醇
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
• 双85加速湿热老化试验：耐候性PET；普通PET；Tedlar （厚度50u） • 老化条件：85℃/85%湿度； 3000小时 • 可以发现无论是耐候性PET还是普通PET，随时间延长，老化降解都非常明显。
与EVA粘结层的缺陷：与EVA剥离强度不够，脱层（表面处理问题： 表面材质粘结性差，或表面电晕失效）,常见的无涂层的TPT和PET背板
背板黄变（朝电池片一侧的涂层材料不耐老化，如东洋PVDF+WPET+V-PET+LE的LE层容易紫外老化黄变）。
背板太薄或太柔软：层压时起皱，或者做双85湿热循环老化，热冻 循环老化后出现背板起皱现象(通常原因：背板材质选择以及结构设计 不合理,如3M背板）
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
• 氟塑料薄膜：氟塑料薄膜由于分子链中有氟原子的保护，耐候性极好，形成 薄膜本身在老化中不会开裂。氟塑料水汽透过率低，可以有效的避免水汽对 下层PET的老化。
水汽
氟塑料薄膜层
PET层
常用背板氟塑料薄膜材料结构
简称 PVF PVDF ECTFE THV
化学名
分子结构式
本身是极性树脂，吸水透水率高，使水汽很容易透过涂层攻击处于下层的 PET，导致PET开裂。
水汽
四氟乙烯或偏氟乙烯颗粒 环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂基材
PET层
• 氟涂料无法形成有效的薄膜，只适合保护基材是坚硬，熔点高的物质，如背 板等较软的材料在生产、使用中经常被弯曲，涂层形成看不见的裂纹而被破 坏。氟涂料必须通过高温烧结（370-400℃）才能形成有效的保护膜,但是对 于熔点只有280℃的PET基材来说，是根本无法承受高温烧结的。
交联型氟涂层/PET/氟涂层 氟涂层/PET/氟涂层
氟涂层/耐候PET/普通PET/PO
典型供应商 伊索、台虹、凸版等 肯博、康威明、赛伍
Madico 、台虹 东洋、海优威
3M 康威明、DNP
伊索
哈氟隆
中来、联合新材 日本企业开发中
不同类型背板耐候性的比较
PVF/PET/PVF、PVDF/PET/PVDF PVF/PET/EVA、PVDF/PET/PO、THV/PET/EVA
300
拉伸强度（MPa）
250 50微米耐候PET
200 50微米普通PET
150 50微米Tedlar
100
50
0
0
1000
2000
3000
老化时间（小时）
背板开裂的原理 – 材料本身的原因
• 氟涂料对于背板的保护性能较差：涂料内部的氟塑料颗粒不相互连接，水汽 攻击处于氟树脂间隙的普通树脂，其很快被老化，导致涂料本身开裂。基材
背板是主要以氟塑料为外保护层的多层结构材料
TPT结构 TPE结构
PET结构 AAA结构 涂层结构
背板结构 PVF/PET/PVF PVDF/PET/PVDF PVF/PET/EVA (PO) PVDF/PET/PO THV/PET/EVA 耐候PET/普通PET/PO 改性PA/改性PA/改性PA