光伏组件背板介绍
光伏瓦片构造
光伏瓦片构造
光伏瓦片是太阳能光伏发电系统的关键组成部分，其构造主要由多个层次组成，包括表面玻璃、光伏电池、背板、封装胶等。
以下是典型的光伏瓦片构造：
1.表面玻璃（玻璃罩板）：
光伏瓦片的顶部通常覆盖着一块透明的玻璃板，用于保护内部的光伏电池和其他组件，同时具有透光性，有助于阳光的穿透和光伏电池的发电。
2.光伏电池（太阳能电池）：
光伏瓦片的核心是光伏电池，通常采用硅材料制成，常见的有单晶硅、多晶硅和薄膜硅等类型。
光伏电池通过光能的照射产生电流，从而转换太阳能为电能。
3.背板（支撑材料）：
光伏电池背面通常覆盖着一层背板，用于支撑光伏电池，增加结构强度和稳定性。
背板通常采用高强度、耐候性和防腐蚀的材料，如铝合金或塑料。
4.封装胶（胶边）：
光伏瓦片的边缘通常会使用封装胶进行密封，以防止水分、灰尘和其他杂质进入瓦片内部，同时也增加了瓦片的抗风压性能和密封性。
5.接线盒（电气连接器）：
光伏瓦片的背面通常会安装一个接线盒，用于连接光伏电池的正负极，将电能传输到电网或电池储存系统中。
接线盒还具有防水、防尘和防火的功能，保证电气连接的安全性和稳定性。
光伏瓦片的构造设计旨在提高光伏系统的性能和可靠性，同时降
低制造成本和维护成本。
不同类型的光伏瓦片可能会有一些微小的差异，但基本的构造原理是相似的。
光伏组件背板的介绍
1.4
℃
185~195
℃
210
Mpa
37~41
%
65~225
%
5
PVDF 1.7
160~172 316
30~50 50~250
2
使用温度
℃
-70~107
-60~150
PVDF的密度是PVF的1.3-1.4倍，在分子结构上多一个氟原子，所以比PVF更致密、 更耐候、阻隔性更好。纯PVDF薄膜的透水率只有同等厚度的PVF薄膜的1/5左右， 所以通常情况下使用PVDF薄膜的厚度可以比PVF薄，但是PVDF成型较困难，一 般需要添加丙烯酸类材料，此材料会造成局部老化。
基本性能 1. 优秀的耐候性 2. 低的水汽透过率 3. 好的电气绝缘性 4. 一些机械性能
总则
目前市场上主流使用的背板有TPT、TPE、KPK、KPE、KPF、PPE等结构，以TPE结构背板为 例：
•外层保护层 氟层具有良好的抗环境侵蚀能力等； •中间层 PET 层具有良好的电气绝缘性能等； •内层 具有良好的粘接性能等。
中间层
PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称,又称聚酯薄 膜，乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面 平滑有光泽。优良的物理机械性能，具有优良的 物理机械性能，短期使用可耐150 ℃高温，-70 ℃低温，且对其机械性能影响很小。
PET电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电 性能仍较好，抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、 尺寸稳定性都很好。气体和水蒸气渗透率低，但 是在高温高湿中容易水解，在紫外光照下易发生 光降解反应。
粘结体系
➢ 粘结的主要特性：
在各层材料可靠的前提下，主要考虑粘结界面的可靠性，影响因素： I. No hydrolysis in long-term tests(胶水自身性能---在长期测试中不水解失效)； II. Good physical contact(被粘结层表面洁净程度---形成良好的物理接触)； III. High surface tension(被粘结层表面处理状态---较高的表面张力有利于铺展和渗
太阳能光伏电池组件的主要原材料及部件介绍
太阳能光伏电池组件亦称太阳能电池组件、光伏组件，是由一系列的太阳能电池片按照不同的列阵组成。
单体太阳电池不能直接做电源使用。
作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。
太阳能光伏电池组件（也叫太阳能电池板）是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。
其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
太阳能光伏电池组件的主要原材料及部件光伏玻璃：电池组件采用的面板玻璃是低铁超白绒面钢化玻璃。
一般厚度为3．2mm和4mm，建材型太阳能电池组件有时要用到5~10mm厚度的钢化玻璃，但无论厚薄都要求透光率在90％以上。
低铁超白就是说这种玻璃的含铁量比普通玻璃要低，从而增加了玻璃的透光率。
同时从玻璃边缘看，这种玻璃也比普通玻璃白，普通玻璃从边缘看是偏绿色的。
钢化处理是为了增加玻璃的强度，抵御风沙冰雹的冲击，起到长期保护太阳能电池的作用。
对面板玻璃进行钢化处理后，玻璃的强度可比普通玻璃提高3～4倍。
EVA胶膜：乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，是一种热固性的膜状热熔胶，是目前太阳能电池组件封装中普遍使用的黏结材料。
太阳能电池组件中要加入两层EVA胶膜，两层EVA胶膜夹在面板玻璃、电池片和TPT背板膜之间，将玻璃、电池片和TPT黏合在一起。
它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率，起到增透的作用，并对太阳能电池组件功率输出有增益作用。
背板材料：太阳能电池组件的背板材料根据太阳能电池组件使用要求的不同，可以有多种选择。
一般有钢化玻璃、有机玻璃、铝合金、TPT复合胶膜等几种。
用钢化玻璃背板主要是制作双面透光建材型的太阳能电池组件，用于光伏幕墙、光伏屋顶等，价格较高，组件重量也大。
除此以外目前使用最广的就是TPT复合膜。
TPT复合膜具有不透气、强度好、耐候性好、使用寿命长、层压温度下不起任何变化、与黏结材料结合牢固等特点。
这些特点正适合封装太阳能电池组件，作为电池组件的背板材料有效地防止了各种介质尤其是水、氧、腐蚀性气体等对EVA和太阳能电池片的侵蚀与影响。
光伏组件的结构组成
光伏组件的结构组成太阳能电池又叫做“光电池”或“太阳能芯片”，它是将光能转化为电能的一种半导体薄片。
但是这样的薄片特别脆弱，假如直接放在野外发电的话是确定不行的。
所以需要有其他材料将其爱护起来，封装成太阳能电池板才能使用。
那么今日我们就来看一下太阳能电池板的组成部分：1、太阳能电池片是核心部件，分为多晶硅和单晶硅电池。
电池片一般都比较小，尺寸有125mm和156mm两种。
它是矩形的，通过串联的方式把电池片紧密排列起来。
通常一块电池板有72片或64片电池。
2、光伏玻璃也叫“光电玻璃”，这是一种钢化处理的地铁玻璃，具有特别好的透光性以及很高的硬度。
可以适应很大的昼夜温差以及恶劣的天气环境。
它是掩盖在电池片是上面爱护电池片的。
3、EVA薄膜，电池片特别脆弱，光伏玻璃不能直接附着在上面，需要EVA薄膜在中间起到粘接作用。
同样的在电池板与背板之间也有EVA薄膜起到粘接作用。
EVA膜透光性也特别好，但是接触空气以后会发黄，影响发电效率，所以在封装时技术要求特别高。
4、光伏背板，背板也是起到爱护电池片的作用，背板必需密封、绝缘、防水、耐老化。
材质一般采纳TPT或TPE材质。
一般背板的寿命要比玻璃和铝边框短一些，但一般能达到25年。
还有一种双玻组件，背板也是采纳钢化玻璃，这种双玻太阳能电池板透光性更好，发电效率更高。
5、太阳能铝边框，太阳能边框采纳铝合金材质，它的强度、耐腐蚀性都特别好。
可以起到支撑和爱护整个电池板的作用。
并且电池板的安装孔也是在边框上面的，通过边框连接到光伏支架上面。
6、接线盒，爱护整个电池板的发电系统，它相当于一个电流中转站，当有电池片消失短路，接线盒会自动断开短路的电池串。
7、硅胶，硅胶是特别好的密封材料，用来密封电池板与太阳能边框，电池板与接线盒边缘。
像我们太阳能边框槽口设计的溢胶槽就是为防止硅胶溢出的。
光伏组件背板
太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。
当然TPT背板具有良好的耐候性、极佳的机械性能、延展性、耐老化、耐腐蚀、不透气，以及耐众多化学品、溶剂和着色剂的腐蚀。有出色的抗老化性能并在很宽的温度范围内保持了韧性和弯曲性。提高组件的效率。增强组件的抗渗水性。对组件背部起到了很好密封保护作用，延长了组件的使用寿命；提高了组件的绝缘性能。
用于组件背面，组件背表面的关键特征是它必须具有很低的热阻，并且必须阻止水或者水蒸汽的进入，对电池起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。一般具有三层结构，外层保护层，具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为具有良好的绝缘性能，内层和EVA具有良好的粘接性能。背板是光伏组件一个非常重要的组成部分，用来抵御恶劣环境对组件造成运输，平整堆放。背膜的最佳贮存条件：放在恒温、恒湿的仓库内，其温度在0-40℃之间，相对湿度小于60%。避免阳光直照，不得靠近有加热设备或有灰尘等污染的地方，并应注意防火。保质期为12月。
一、背板的结构及、性能、使用、运输事项
①、可分为：TPT、TPE、和PET/聚烯烃结构。其中T指美国杜邦公司的聚氟乙烯（PVF）薄膜，其商品名为Tedlar。P指双向拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，即PET薄膜，又名聚酯薄膜或涤纶薄膜。E指乙烯-醋酸乙烯树脂EVA。聚烯烃指各种以碳碳结构为主链的塑料。在各个注明的结构层之间使用合适的胶粘接复合而成太阳能电池背板。1.1.4TPT背板TPT（聚氟乙烯复合膜），用在组件背面，作为背面保护封装材料。厚度0.17mm，纵向收缩率不大于1.5%，用于封装的TPT至少应该有三层结构：外层保护层pVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。封装用Tedlar必须保持清洁，不得沾污或受潮，特别是内层不得用手指直接接触，以免影响EVA的粘接强度。TPT背板由PVF（聚氟乙烯薄膜）-PET（聚脂薄膜）-PVF三层薄膜构成的背膜，简称TPT；TPT有三层结构：外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。
光伏组件EVA背板
不同的温度对EVA的胶联度有比较大的影响，EVA的胶联度直接影响到组件的性能以及使用寿命。在 熔融状态下,EVA与晶体硅太阳电池片，玻璃，TPT产生粘合，在这过程中既有物理也有化学的键合。未 经改性的EVA透明，柔软，有热熔粘合性，熔融温度低，熔融流动性好。但是其耐热性较差，易延伸而 低弹性，内聚强度低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩导致晶片碎裂，使得粘接脱层。
PVDF ECTFE
聚偏氟乙烯 三氟氯乙烯-乙烯共聚物
-（CH2-CF2）n-（CH2-CH2）n-（CFClCF2）m-
THV
四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯 共聚物（THV）
-（CF2-CF2）n-（CF （CF3）-CF2）m-（CH2CF2）o-
3M
2012-5-27
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几种氟塑料薄膜的主要供应商
对性能的影响 VA含量越高，流动性越大，软化点越低，粘结性能越好，极性越大 分子量越高，流动性越差，整体力学性能越好 决定EVA的固化温度与固化时间。好的交联剂体系，可以降低气泡产生 可能性，同时残留的自由基少，减少不稳定因素 主要是用来延缓交联反应的时间，有利于抽真空时气泡的排除 提高EVA的抗氧化性能 提高EVA的耐紫外黄变，捕捉自由基，延缓EVA老化 提高EVA与玻璃的粘结强度 8
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5
不同厂家EVA的UV截止波长：
EVA厂家
福斯特406/806
普利司通
1 360nm
2
3
4
5 380nm
EVA透射曲线及透光率，如下： 320nm/380nm 360nm 截止波长
电池响应光谱： 360nm 360nm 360nm
1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200
太阳能面板组成
太阳能面板组成
太阳能面板，也称为光伏板或太阳电池板，是一种能够将阳光直接转化为电能的装置。
太阳能面板主要由太阳能电池组成，其内部结构复杂，基本包括以下几个主要部分：
1. 太阳能电池片：太阳能电池片是太阳能面板最主要的组成部分，太阳能电池片正
反两侧均覆盖着透明电极。
在太阳光的作用下，电子从n型半导体向p型半导体运动，形
成电流流入负载，实现将太阳光转换为电能的过程。
2. 背板：背板是太阳能电池片的载体，有加强板、聚酯薄膜、玻璃纤维等多种材料
构成。
背板的作用主要是增强太阳能电池片的机械强度，防止其受到外界冲击而受损。
3. 边框：边框可以是金属材质，也可以是塑料材质，其作用是将太阳能电池片和背
板包裹在内，增强整个太阳能面板的结构强度，并便于安装固定。
4. 封装材料：封装材料通常为环氧树脂或聚氟乙烯，主要作用是将太阳能电池片和
背板密封在一起，防止灰尘、水汽和其它杂质进入，从而保证其长期的使用寿命。
此外，
封装材料还具有防紫外线、抗氧化等功能。
5. 连接线：连接线是太阳能电池组成的接线，通常采用银浆连接层、锡焊以及硅膠
射流等方法将太阳能电池片组装成一个完整的整体。
连接线是电流传输的通道，其作用是
将太阳能电池组装在一起形成太阳能电池板，实现规模化应用。
总之，太阳能面板是由太阳能电池片、背板、边框、封装材料和连接线等多个单元组成，其内部结构复杂，成本较高。
目前，太阳能面板的应用领域越来越广泛，被广泛应用
于家庭、工厂、商业和公共设施的发电等领域，是一种环保、可持续的清洁能源发电方
式。
光伏组件结构
光伏组件结构光伏组件是指具有封装及内部连接的、能单独提供直流电、不可分割的最小光伏电池装组合装置。
它是光伏发电系统的核心部件，由八大核心材料组成。
电池片电池片是组件最核心的元件，主要用于将光能转化为电能。
电池片经过串联、并联，达到一定的额定输出功率和电压后，即形成光伏组件。
光伏组件经过组合形成光伏方阵，与控制器、蓄电池组、逆变器等部件连接组成光伏发电系统。
太阳能电池按原材料分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。
晶硅电池技术是以硅片为衬底的，依据PN结进行光生载流子分离发电的。
根据原材料和电池制备技术的差异，晶硅电池分为P型电池和N型电池。
P型硅片是在硅料中掺杂硼元素制成，P型电池制备技术有传统的AL-BSF（铝背场）和PERC技术；而N型硅片是在硅材料中掺杂磷元素制成，N型电池制备技术较多，包括PERC、TOPCon、IBC和HJT等。
其中，异质结电池是N型电池的一种，具备高转换效率、高发电量、低温度系数、无光致衰减和电位衰减、制备工艺简单、双面发电效率高等诸多优势。
随着电池技术的不断突破和行业进程的持续加速，异质结技术有望成为下一代主流电池技术。
玻璃光伏玻璃是一种钠钙硅盐酸玻璃，主要用于光伏组件的封装。
光伏玻璃会直接影响光伏组件的发电效率和使用年限。
光伏玻璃一般为低铁钢化玻璃或者半钢化玻璃，具有以下特性。
一是通透性好。
透光率是影响光伏电池转换效率的关键因素。
光伏玻璃需具有高透光性和对1200nm红外光的较高反射率。
二是机械强度高。
耐冲击，可承受2400Pa风压和5400Pa雪压，起到支撑和保护作用。
三是耐久性好。
受气候和地理位置影响，组件需在露天、昼夜温差大的环境中作业，需具备耐腐蚀、耐候性特质。
胶膜光伏封装胶膜是光伏组件的重要组成部分，位于电池片上下两侧。
胶膜的首要作用是黏合电池与玻璃、背板。
其次，胶膜可以起到封装防护作用，保护电池电路不受外界环境干扰，延长组件使用寿命。
此外，封装胶膜可增强光伏组件的透光性，进而提升组件的发电效率。
光伏背板结构组成
光伏背板结构组成
光伏背板是太阳能光伏组件中的一个重要组成部分，它承载着光伏组件的电池片和电池片之间的连接，同时还能提供保护和支撑作用。
光伏背板的结构组成对于光伏组件的性能和寿命具有重要影响。
光伏背板的结构组成主要包括背板材料、背板层次和背板设计等方面。
背板材料是光伏背板的基本组成部分，其质量和性能直接影响光伏组件的可靠性和寿命。
常见的光伏背板材料有玻璃纤维增强塑料（FRP）、铝合金、不锈钢和聚合物等。
这些材料具有较高的强度、耐腐蚀性和耐候性，能够有效保护电池片不受外界环境的侵蚀。
背板的层次结构是光伏背板的重要组成部分。
一般来说，光伏背板由多个层次组成，包括基材层、隔离层、封装层和保护层等。
基材层是背板的主体部分，承载着电池片和背板的重量；隔离层能够有效阻隔水分和氧气，减少电池片的腐蚀；封装层用于固定电池片和连接线，提高光伏组件的整体强度；保护层能够提供额外的保护，防止背板受到外界环境的侵蚀。
背板的设计也是光伏背板结构组成的重要方面。
背板的设计需要考虑到光伏组件的各项性能指标，如强度、刚度、耐候性、导热性等。
同时，还需要考虑到光伏组件的安装和维护，以及光伏组件的整体成本等因素。
因此，在背板的设计中需要综合考虑材料选择、层次
结构和工艺工程等多个方面。
光伏背板的结构组成是一个涉及材料、层次和设计等多个方面的复杂问题。
合理的光伏背板结构组成能够提高光伏组件的可靠性和寿命，进而提高光伏发电系统的效率和经济性。
随着太阳能光伏技术的不断发展，光伏背板的结构组成也将不断进行创新和改进，以满足不同应用场景下的需求。
明基材料光伏组件背板 BenQ Materials PV Backsheet
(結晶矽型)Th (薄膜型)白/ 黑White/Black Fluoride Film/ Al Foil/ Polyester/ Primer Film BE11(FAPE)白/ 黑White/Black Tedlar/AI Foil/ Polyester/ Primer Film BD11(TAPE))(薄膜型 in Film Base 白/ 黑/ 透明Transparent White/Black Coating Film/Polyester/ Primer Film BF02(CPE)白/ 黑/ 透明Transparent White/Black Fluoride Film/Polyester/ Primer Film BG01(F1PE)白/ 黑/ 透明Transparent White/Black Tedlar/ Polyester/ Primer Film BD01(TPE)白/ 黑White/Black Tedlar/ Polyester/ Tedlar BB01(TPT))(結晶矽型Crystalline Base顏色Colors 結構Structures 型號Model 太陽能模組PV Module/Primer Film/Flexible MaterialsGlass/Item項目Method標準方法Units單位Tedlar/Polyester/TedlarTedlar/Polyester/TedlarTedlar/Polyester/EV A PrimerColor顏色Visual---White/Black白/ 黑White/Black白/ 黑White/Black白/ 黑Th i c kness厚度Caliperμm260±10322±20 335±20 Tensile strength拉伸強度 (MD)ASTM D-882N/cm>200>200>200 Tensile strength拉伸強度 (TD)ASTM D-882N/cm>270>270>270 Elongation at break斷裂伸長率 (MD)ASTM D-882%>75>75>75 Elongation at break斷裂伸長率 (TD)ASTM D-882%>60>60>60Heat shrinkage熱收縮率 (MD)ASTM D-1204%<1.5 <1.5 <1.5Heat shrinkage熱收縮率 (TD)ASTM D-1204%<1 <1 <1 Layer peeling strength(Fluoride-PET)層間剝離強度(氟化膜 - PET)ASTM-D903N/cm>5 or Destruct>5 or Destruct>5 or DestructLayer peeling strength(Primer-PET)層間剝離強度(Primer - PET)>5 or Destruct>5 or Destruct>5 or DestructPeeling strength to EVA與EV A的黏結強度ASTM D-1876BS-EV A-BSN/cm>40>40>40Water VaporTransmission Rate水蒸氣滲透率ASTM F-1249(37.8℃,90%RH)g/m2-day<2.5<2.5<2.5ISO 15106-3(23℃, 85%RH)<1<1 <1 Breakdown voltage擊穿電壓ASTM D-149kV19.321.520.5 Partial discharge voltage最大耐電壓IEC 60664-1V101011401220 Damp Heat85℃/85% at 2000hrs溼熱測試IEC60068-2-78---No delaminate, no yellowingUV Resistance47W/m2抗UV測試ASTM G154---No delaminate, no yellowingItem 項目Method 標準方法Units 單位BD11Tedlar/Al Foil/Polyester/EV A PrimerColor 顏色Visual ---White/Black 白/ 黑Thickness 厚度Caliper μm 360±20Tensile strength 拉伸強度 (MD)ASTM D-882N/cm >200Tensile strength 拉伸強度 (TD)ASTM D-882N/cm >270Elongation at break 斷裂伸長率 (MD)ASTM D-882%>75Elongation at break 斷裂伸長率 (TD)ASTM D-882%>60Heat shrinkage 熱收縮率 (MD)ASTM D-1204%<1.5Heat shrinkage 熱收縮率 (TD)ASTM D-1204%<1 Layer peeling strength (Al Foil-Fluoride) 層間剝離強度 (鋁箔 - 氟化膜)ASTM D-903N/cm >5 or Destruct Layer peeling strength (PET-AI Foil)層間剝離強度(PET - 鋁箔)Layer peeling strength (Primer - PET)層間剝離強度 (Primer - PET )Peeling strength to EVA 與EV A 的黏結強度ASTM D-1876BS-EV A-BS N/cm >40Water Vapor Transmission Rate 水蒸氣滲透率ASTM F-1249 (37.8℃, 90%RH) g/m 2-day < 0.02ISO 15106-3 (23℃, 85%RH) ---Breakdown voltage 擊穿電壓ASTM D-149kV 16.75 (ITRI)Partial discharge voltage 最大耐電壓IEC 60664-1V 1100 (ITRI)Damp Heat 85℃/85% at 2000hrs 溼熱測試IEC60068-2-78---No delaminate, no yellowing 不脫層 不黃化UV Resistance 47W/m2 抗UV測試ASTM G154---No delaminate, no yellowing不脫層 不黃化Item 項目Method 標準方法Units 單位Fluoride Film/Polyester/EV A Primer Coating Film/Polyester/EV A Primer Color 顏色Visual ---White/Black 白/ 黑White/Black 白/ 黑Th i c kness 厚度Caliper μm 335±20375±20Tensile strength 拉伸強度 (MD)ASTM D-882N/cm >200>200Tensile strength 拉伸強度 (TD)ASTM D-882N/cm >270>270Elongation at break 斷裂伸長率 (MD)ASTM D-882%>75>75Elongation at break 斷裂伸長率 (TD)ASTM D-882%>60>60Heat shrinkage 熱收縮率 (MD)ASTM D-1204%<1.5 <1.5 Heat shrinkage 熱收縮率 (TD)ASTM D-1204%<1 <1 Layer peeling strength (Fluoride-PET)層間剝離強度(氟化膜 - PET )ASTM-D903N/cm >5 or Destruct 5B*Layer peeling strength (Primer-PET)層間剝離強度(Primer - PET )>5 or Destruct >5 or Destruct Peeling strength to EVA 與EV A 的黏結強度ASTM D-1876 BS-EV A-BS N/cm >40 >40 Water Vapor Transmission Rate 水蒸氣滲透率ASTM F-1249 (37.8℃, 90%RH)g/m 2-day <2.5<2.5ISO 15106-3 (23℃, 85%RH)<1 <1Breakdown voltage 擊穿電壓ASTM D-149kV 20.522Partial discharge voltage 最大耐電壓IEC 60664-1V 12651335Damp Heat 85℃/85% at 2000hrs 溼熱測試IEC60068-2-78---No delaminate, no yellowing 不脫層 不黃化UV Resistance 47W/m2抗UV測試ASTM G154---No delaminate, no yellowing 不脫層 不黃化Water-Proof 純水密著性---------Pass Boiling-Proof 沸水密著性---------Pass Anti HCl 耐鹽酸ASTM B117------Pass Anti H2SO4耐硫酸ASTM B117------Pass Anti Alkaline 耐鹼性ASTM B117------Pass。
浅谈光伏组件封装材料--背板
浅谈光伏组件封装材料--背板摘要：光伏组件作为太阳能发电系统的主要构成部分，背板作为其封装材料之一，承载着承受太阳能辐射、风雨侵蚀等外部因素的重要作用。
本文主要介绍了背板的材料特性、制作工艺以及市场发展情况，以期为光伏组件封装材料的研究提供参考。
关键词：光伏组件，背板，封装材料正文：1、背板的材料特性背板的主要作用是为光伏电池提供必要的支撑，同时充当保护光伏电池的屏障，承受各种自然环境对光伏组件的侵蚀。
因此，背板的材料应具备以下特性：（1）高光稳定性：背板应具有抵御长期日晒、紫外线、雨水等自然环境因素的能力，以保证光伏电池的寿命和发电效率。
（2）抗渗透性：背板应具有防水、防潮、防氧化等性能，防止环境中的水分渗透至光伏电池内部，影响电池发电效率和寿命。
（3）优异的机械性能：背板应具有承载力强、抗冲击、抗拉伸等性能，以保证在自然灾害或人为因素导致的冲击、挤压等情况下光伏电池的基本完整性。
2、背板的制作工艺目前市场上常用的背板材料有三种：铝塑板、FR4板和PET 板。
（1）铝塑板：由两个彼此呈扣板状的铝板外层，中间夹以塑胶层构成。
该种背板具有高强度、防火、耐腐蚀等特点。
（2）FR4板：由玻璃纤维布与环氧树脂压制而成，具有机械强度高、防水、抗腐蚀等优点。
但其成本相对较高。
（3）PET板：由聚酯薄膜通过高分子薄膜树脂复合而成。
该种背板具有防水、抗氧化、抗紫外线等特点，但强度较低。
在背板的制作过程中，需要考虑到对材料表面的处理、贴合性、温度控制和模具设计等因素。
3、背板的市场发展情况随着太阳能发电市场的不断扩大和技术进步，背板作为光伏组件封装材料也得到了广泛应用。
但不同材料的背板还存在一些问题，如铝塑板易受潮、PET板强度低、FR4板成本高等。
因此，市场上还需要寻找新型材料作为背板的制作材料，同时通过改进制作工艺，提高背板的稳定性、强度和耐久性。
4、新型背板材料的研发和应用为了解决传统背板材料的问题，科学家们正在不断研发新型背板材料，如超高分子量聚乙烯材料、TPT/PO/EBE复合材料、石墨烯增强白背板等。
“指尖的光伏”之各种氟塑料太阳能电池背板的对比
“指尖的光伏”之各种氟塑料太阳能电池背板的对比一、背景随着太阳能产业的发展，各种相关部件也越来越多的成为业界热议的话题。
在太阳能电池组件中封装材料一直是除硅片以外最重要的材料，封装材料包括玻璃、胶膜、背板、铝框和硅胶。
其中由于背板的主要材料一直为外国公司所垄断，在07、08年一度供不应求，所以背板也是最为引人关注的封装材料。
常用的背板可以分为TPT、TPE、全PET和PET/聚烯烃结构。
其中T指美国杜邦公司的聚氟乙烯（PVF）薄膜，其商品名为Tedlar。
P指双向拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，即PET薄膜，又名聚酯薄膜或涤纶薄膜。
E指乙烯-醋酸乙烯树脂EVA。
聚烯烃指各种以碳碳结构为主链的塑料。
在各个注明的结构层之间使用合适的胶粘接复合而成太阳能电池背板。
二、氟塑料薄膜在背板上的使用要讲清楚太阳能电池背板的性能，就必须首先清楚各种氟材料的性能。
目前最多使用的氟塑料薄膜为PVF薄膜。
国际上生产PVF的供应商非常少，除美国杜邦公司外，有报道中国的中化蓝天（原浙化院）和晨光化工院都有小批量生产。
杜邦发明PVF后一直未能找到大规模的用途，纠其原因：一方面其综合性能如化学稳定性、阻水性、热稳定性等均不如其它氟塑料；另一方面PVF加工非常麻烦，其熔点和分解点非常接近，挤出成膜时需要添加潜溶剂或共聚改性，这给膜质量的控制和溶剂的回收都带来了很高的要求。
在太阳能电池背板大量使用前，PVF主要是推广领域是铝合金建材保护、农药包装涂料等。
由于杜邦公司最早将其推广使用在太阳能电池的背板保护上，随近几年太阳能电池组件需求的猛增，Tedlar的需求也随之猛增，以至供不应求。
由于PVF的供应商很少，许多公司争相使用其它氟材料薄膜来替代PVF薄膜。
目前已经商品化的背板使用的氟塑料薄膜有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚三氟氯乙烯（ECTFE）、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物（THV），几种氟塑料的结构如下表。
简称化学名分子结构式主要背板供应商PVF 聚氟乙稀-（CH2-CHF）n- Isovolta、Madico PVDF 聚偏氟乙稀 -（CH2-CF2）n- 东洋铝业、Krempel ECTFE 三氟氯乙烯-乙烯共聚-（CH2-CH2）n-Honeywell物（CFCl-CF2）m-THV四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙稀共聚物-（CF2-CF2）n-（CF（CF3）-CF2）m-（CH2-CF2）o-3M表1常用背板氟塑料结构PVF供应商已前述，PVDF的供应商在国内有上海三爱富、中化蓝天、浙江巨化、山东东岳化工和江苏梅兰等，国际上欧洲的阿克玛、苏威和日本的大金、吴羽等。
光伏组件 210 内部结构
光伏组件 210 内部结构光伏组件210内部结构光伏组件210是一种常见的太阳能电池组件，它是将太阳能转化为电能的重要装置。
在光伏组件210的内部结构中，主要包括太阳能电池片、背板、钢化玻璃、密封胶带、EVA膜、铝框和连接线等几个部分。
太阳能电池片是光伏组件210的核心部件，它是将太阳能转化为电能的关键。
太阳能电池片通常采用单晶硅、多晶硅或薄膜材料制成，具有较高的光电转换效率。
太阳能电池片具有P型和N型两种半导体材料构成的PN结，当太阳光照射到PN结上时，光子的能量被电池片吸收，电子被激发并形成电流。
背板是光伏组件210的支撑材料，通常由聚合物材料制成，具有良好的耐候性和电绝缘性能。
背板的主要作用是保护太阳能电池片免受外界环境的损害，并提供结构支撑。
钢化玻璃是光伏组件210的外层保护材料，具有高强度和耐候性。
钢化玻璃能够有效地防止外界因素对太阳能电池片的损害，同时透过光线使太阳能电池片能够吸收更多的太阳能。
密封胶带是光伏组件210的关键部件之一，它位于太阳能电池片和钢化玻璃之间，起到密封和固定的作用。
密封胶带通常由耐候性较好的聚合物材料制成，具有良好的粘接性能和耐高温性能，能够有效地保护太阳能电池片免受湿气和灰尘的侵害。
EVA膜是光伏组件210的关键组成部分之一，它位于太阳能电池片和背板之间，具有良好的电绝缘性能和粘接性能。
EVA膜的主要作用是将太阳能电池片和背板牢固地粘接在一起，并保护电池片不受外界环境的影响。
铝框是光伏组件210的支撑材料，通常由铝合金制成，具有较好的强度和耐候性。
铝框的主要作用是加强光伏组件的结构稳定性，使其能够承受外部的压力和震动。
连接线是光伏组件210的电缆，用于将太阳能电池片转化的电能传输到外部负载。
连接线通常由铜导线制成，具有良好的电导性能和耐候性，能够有效地传输电能。
光伏组件210的内部结构包括太阳能电池片、背板、钢化玻璃、密封胶带、EVA膜、铝框和连接线等几个部分。
太阳能光伏组件的结构分析与优化设计
太阳能光伏组件的结构分析与优化设计太阳能光伏组件是利用太阳光转化为电能的装置，其结构的合理设计对光电转化效率起着重要作用。
本文将对太阳能光伏组件的结构进行分析，并提出优化设计的思路。
1. 基本结构分析太阳能光伏组件主要由太阳能电池片、电池片封装、玻璃覆盖层、背板、接线盒等组成。
其中，太阳能电池片是核心部件，通过光电效应将太阳能转化为电能。
电池片封装将电池片固定在支撑结构上，并起到保护作用。
玻璃覆盖层透明且具有抗紫外线功能，用于保护电池片和提高光的透射率。
背板是组件的基座，用于固定电池片和提供机械强度。
接线盒用于连接电池片和外部电路。
2. 结构优化设计思路为了提高太阳能光伏组件的效率和寿命，以下几个方面可以进行结构优化设计。
2.1 电池片封装电池片封装应具有良好的密封性和防湿性能，以保护电池片免受湿气、灰尘等污染物的侵害。
同时，封装材料还应具有良好的导热性能，以加速电池片的散热，提高光电转化效率。
优化设计可以结合先进的封装材料和工艺，采用双面玻璃封装或多层封装结构，以提高效率并降低光衰减。
2.2 玻璃覆盖层为了提高光的透射率，玻璃覆盖层的折射率应与光伏材料相匹配，并具有较低的自由载流子吸收率。
此外，玻璃覆盖层还应具有抗紫外线、耐高温和防反射功能，以克服光的反射和吸收对效率的影响。
优化设计可以使用具有低反射涂层的高透明度玻璃，以提高透射率，并加入抗紫外线材料提高使用寿命。
2.3 背板设计背板在保证组件整体结构强度的基础上，应降低对太阳能光的阻挡和吸收。
传统的背板材料如铝板常常会因为导热性差、热膨胀系数不匹配等问题导致光伏组件效率下降。
优化设计可以使用导热性能较好的背板材料，如铜板或铝硅合金材料，以提高背板的导热性能并降低温度梯度，从而提高效率。
2.4 接线盒设计接线盒在连接电池片和外部电路的同时，还要具备防水、耐高温、耐侵蚀等性能，以确保组件长期稳定运行。
优化设计可以选用耐高温材料制作接线盒，并采用密封设计，以提高接线盒的防水性能。
太阳能电池背板PVDF
一、太阳能电池背板(PVDF)随着不可再生资源的逐步减少以及矿物类资源生产、使用中产生的各种污染问趣，各国都在用政策的、法律的手段逐步加大对再生能源和清洁能源的开发利用，并努力提高其在整个能源使用中的比例。
在这些清洁和可再生能源中，太阳能是其中最重要的能源之一。
且前太阳能设备常用的是太阳能电池板，它是将太阳能转化为电能的一个重要设备。
此类产品使用年限一般按照25年以上进行设计，要确保产品达到如此长的使用期限，就需要严格控制各组件质量，而这些组件中太阳能电池背板的作用不容小觑，太阳能电池背板起着保护光伏组件中的电池片的作用。
中国可再生能源学会预计的太阳能背板材料的市场发展趋势，2013年全球的需求将是2009年的3倍。
二、太阳能电池模组结构及其对背板的性能要求图2是太阳能电池模组结构示意图。
共中一般按玻璃.胶膜一电池板一胶膜-TPT叠合于铝合金框内。
由于太旧能电池模组是放置在室外的电气产品，因此背板除了具有保护功能以外，还必须具备25年之久的可靠的绝缘性能、阻水性、耐老化性能。
表1列出了背板性能要求的一览表，在这些指标中一个衡量太阳能电池背板性能好坏的重要指标是水蒸气渗透率。
若太阳能背板阻隔水蒸气渗透的性能不良，则空气中的湿气(尤其是阴雨湿气更大)会透过太阳能背板进入到内侧，水蒸气的渗透会影响到EV A(乙烯一醋酸乙烯共聚物)的粘结性能，导致背板与EV A脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化。
三、PVDF树脂在背板中的应用目前用于太阳能电池组件封装的背板常用TPT聚氟乙烯复合膜，TPT一般常用三层结构(PVF/PET/PVF)，外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EV A具有良好的粘接性能。
PVDF树脂作为与PVF结构相接近的树脂产品，由于PVDF的含氟量59%远大于PVF的41%，其用于背板有着更好的特性要求。
光伏组件背板材料介绍-2012.5
THV:美国3M公司的子公司Dyneon公司在20世纪80年代开发，也只有其生产。
THV氟塑料耐化学腐蚀，有极好的防渗透功能。THV氟塑料具有极好的光透明 性和低折射率， THV氟塑料自身容易粘接，也容易与其他材料很好粘合,这对 生产背板的复合工艺和用硅胶粘贴接线盒而言都十分重要。
PVDF(聚偏氟乙烯)薄膜的产品特性及生产工艺
PVDF是使用量第二大的氟塑料，品种完善，供应商众多。 其熔点和分解点相差稍大，可以使用热塑性塑料加工方法进行加工。
无论从世界范围内的供应量、加工适应性还是耐候性、阻隔性而言， 其都是最合适的太阳能电池背板耐候材料。
同样厚度的PVDF薄膜的透湿性大约只有PVF薄膜的十分之一。由于 其含氟量高，耐候非常优异。
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
日本吴羽公司甚至推出结构为PVDF/PMMA复合膜以替代PVF和PVDF 薄膜作为太阳能电池背板的耐候层，其表层PVDF的厚度只有4μm。
苏威公司PVDF1008制成的薄膜，经使用各种老化手段测试后，各项 性能指标均无明显变化.（后附表）
PVDF(聚偏氟乙烯)薄膜的产品特点----耐候性能
苏威公司PVDF各种老化实验
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外层 为了有良好的耐候性，一般要求背板外层材料为含氟材料，
PVF和PVDF为最常见的两种含氟材料。
PVF
PVDF
PTFE
1个氟原子 含氟量41%
2个氟原子 含氟量59%
4个氟原子 含氟量76%
性能 密度 熔点 分解温度 拉伸强度 断裂伸长率
外层
PVF和PVDF的对比
单位
PVF
g/cm3
1.4
℃
185~195
背板结构
➢ 各层的特性 ➢ 外层
➢ 中间层 ➢ 内层
➢ 粘结体系
外层 胶层 中间层
胶层 内层
各层的特性
粘合
机械性能
○
● ● ●
●
●
● ●
○
●
电性能
○
●
○
化学稳定 性
热力学稳 定性
水汽透 抗紫外 过率
湿热
○
○
●
○
耐火性
●
●
●
○
●
●
●
●
●
○
○
●
○●
○重要特性；● 关键特性
可操作性
○
○
○
类型 PVF PVDF
III. High surface tension(被粘结层表面处理状态---较高的表面 张力有利于铺展和渗透)；
IV. Evenly coated(胶水的涂布方式---平整及均匀性) 。
高 表 面 能 粘结体系低表面能
High Surface Energy Low Surface Energy
容易浸润(黏接)
粘结体系
➢ 粘结的主要特性：
在各层材料可靠的前提下，主要考虑粘结界面的可靠性，影响 因素：
I. No hydrolysis in long-term tests(胶水自身性能---在长期测试 中不水解失效)；
. Good physical contact(被粘结层表面洁净程度---形成良好的 物理接触)；
➢ 区域性环境要求
材料的基本性能测试
机械性能测试
尺寸稳定些 剥离强度 层间剥离强度 水汽透过率 击穿电压 润湿张力
抗张强度 断裂伸长率 150°C 30min 和封装材料 粘结性能 防水汽 安全保护 和硅胶
材料分析测试
➢ SEM(扫描电子显微
镜） 观察背板表面/截面形
貌
➢ 色差分析 观察背板的老化情况
Easy-to-adhere
难以浸润(黏接)
Hard-to-adhere
金属 Metals
聚碳酸酯 Polycarbonate 聚酯 Polyester 聚氯乙烯 PVC
聚乙烯
Polyethylene 聚苯乙烯
Polystyrene 聚丙烯
Polypropylene
背板的测试方法
➢ 材料的基本性能测试 ➢ 材料分析测试 ➢ 可靠性测试
类型 PET PA
优点
缺点
良好的绝缘性能；低热阻； 低的水汽透过率；低的收 缩率；机械性能高；价格
低
耐紫外能力差；抗湿热能 力差（易水解）；阻燃性
差
层间剥离强度好
尺寸稳定些差，水汽透过 性差，价格高
注：单层PET型背板需改性。单层PET加耐候性添加剂后 耐候性仍不能和含氟材料匹配，因为添加剂会逐渐消耗。
℃
210
Mpa
37~41
%
65~225
PVDF 1.7
160~172 316
30~50 50~250
热收缩率
%
5
2
使用温度
℃
-70~107
-60~150
PVDF的密度是PVF的1.3-1.4倍，在分子结构上多一个氟原子， 所以比PVF更致密、更耐候、阻隔性更好。纯PVDF薄膜的透 水率只有同等厚度的PVF薄膜的1/5左右，所以通常情况下使 用PVDF薄膜的厚度可以比PVF薄，但是PVDF成型较困难，
PTFE PET PA
外层
供应商
厚度
DUPONT
25/38
Arkema、SKC、DENKA、国 内 ……
18~30
关键点评估
1、机械性能 2、水汽透过率 3、耐酸碱性 5、耐UV和耐热 6、氟化物含量
ASAHI GLASS Dupont Teijin、Toray Evonik
20/25 50~125 NA
➢ 总论 ➢ 背板结构 ➢ 背板的测试方法 ➢ 背板的失效模式
总论
背板（Backsheet）是用在太阳能组件背面，直接与外环境大面积接触的光伏封装材料 ，其应具备卓越的耐长期老化（湿热、干热、紫外）、耐电气绝缘、水蒸气阻隔等性能 。因此，背膜要在耐老化、耐绝缘、耐水气等方面满足太阳电池组件25年的环境考验 ，起到封装组件原辅料、保护太阳能组件、隔绝汇流带的作用。
TPT结构
KPK结构
内层
TPE结构
KPE结构
类型 含氟膜 改性EVA 改性PA 聚乙烯
优点 耐紫外能力优
粘接性强 返修成品率高
粘结性好
缺点 粘结性弱（需表面处
理） 返修成品率低 抗老化性能弱 组件不好返修
粘结体系
粘结体系是由粘合剂，稀释溶剂及部份填加的助剂形成，其主体的粘合剂的作用。 目前国内外的背板企业选用的粘结剂体系基本上均为双成分聚氨酯体系，因其既要有优 异的抗UV，耐水解等抗老化要求，又要对难粘结的含氟膜有良好的粘接性，故目前全 球也仅有几家专业的粘结剂公司可以生产。 粘结体系中影响剥离强度的另一因素，就是稀释溶剂，常规选用为：乙酸乙酯，酮类等 ，但对其纯度要求极高，因为其中所含的水分，醇类等羟基（-OH）杂质会与粘接剂中 固化剂所含有的异氰酸根（-NCO）发生直接反应，导致粘接剂性能下降，严重的甚至 失效，因此虽然溶剂是常规溶剂，但是其中对羟基类杂质的要求必须控制严格。
背板分层 胶水水解或 胶未固化
➢ FTIR（ 傅里叶变换红外光谱 分析）
分析化学键的变化
材料老化测试
每一块组件都要通过IEC认证，这是光伏 组件的最低要求。 对特殊的气候，特殊的应用，也会附加 增加一些测试 TC DH HF UV
背板的失效模式
背板褶皱
背板返修难
背板分层
氟层结晶
背板的失效模式
氟膜开裂 氟膜TD方向强度太低 背板黄变 不耐UV
中间层
PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称, 又称聚酯薄膜，乳白色或浅黄色、高 度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。 优良的物理机械性能，具有优良的物 理机械性能，短期使用可耐150 ℃高 温，-70 ℃低温，且对其机械性能影
响很小。
PET电绝缘性优良，甚至在高温高 频下，其电性能仍较好，抗蠕变性、
中间层
基本性能 1. 优秀的耐候性 2. 低的水汽透过率 3. 好的电气绝缘性 4. 一些机械性能
目前市场上主流使总用则的背板有TPT、TPE、
KPK、KPE、KPF、PPE等结构，以TPE结 构背板为例： •外层保护层 氟层具有良好的抗环境侵蚀能 力等； •中间层 PET 层具有良好的电气绝缘性能等 ；