背膜國產化：光伏大國的必然選擇
中國光伏產業(yè)在過去幾年經歷了高速增長,，但也存在諸如盲目投資,、惡性競爭、創(chuàng)新力不足等問題,。同時,，由于技術的持續(xù)改進和突破,，中國光伏產業(yè)" title="光伏產業(yè)">光伏產業(yè)正擺脫其高能耗、高污染的形象,，展露出較大的發(fā)展?jié)摿Α?009年3月,，中國敦煌10MW并網型光伏發(fā)電項目招標中，所有投標都低于2元/KWh,，最低標0.69元/KWh,，次低標1.09元/KWh，這說明中國光伏企業(yè)已具有相當的價格承受能力和競爭力,，在降低光伏發(fā)電成本方面很可能走在全球前列,。
剛剛結束的哥本哈根氣候變化大會,，是全球應對氣候變化的一個重要里程碑。隨著未來的碳成本越來越高,，以太陽能為代表的新能源替代傳統(tǒng)化石能源成為了必然趨勢,。而要加快替代進程，對于光伏發(fā)電產業(yè)來說,，在不斷提高技術的同時,，更要降低成本。太陽電池組件封裝材料主要包括玻璃,、EVA膠膜,、邊框、背膜,、接線盒,、硅膠等，目前除背膜以外的其他封裝材料均已在中國光伏產業(yè)實現高度國產化,，大大降低了太陽電池組件單位發(fā)電功率的制造成本,。但是，背膜作為一類重要的太陽電池組件封裝材料,，其技術門檻要求相當高，加之相關原材料長期受到國外氟化工巨頭的專利技術制約,，時至今日其國產化程度仍極低,，造成現在國內太陽電池組件生產商所采用的背膜大多為國外進口產品，價格較高且供貨期不能保證,。因此,，從降低太陽電池組件單位發(fā)電功率的制造成本角度來講，背膜國產化是中國光伏企業(yè)的必然選擇,。
雙面氟材：高品質背膜不可或缺
太陽電池背膜主要分為含氟背膜與不含氟背膜兩大類,。其中含氟背膜又分雙面含氟（如TPT）與單面含氟（如TPE）兩種；而不含氟的背膜則多通過膠粘劑將多層PET膠粘復合而成,。目前,，商用晶硅太陽電池組件的使用要求為25年，而背膜作為直接與外環(huán)境大面積接觸的光伏封裝材料,，其應具備卓越的耐長期老化（濕熱,、干熱、紫外）,、耐電氣絕緣,、水蒸氣阻隔等性能。因此,，如果背膜在耐老化,、耐絕緣,、耐水氣等方面無法滿足太陽電池組件25年的環(huán)境考驗，最終將導致太陽電池的可靠性,、穩(wěn)定性與耐久性無法得到保障,，使太陽電池板在普通氣候環(huán)境下使用8～10年或在特殊環(huán)境狀況（高原、海島,、濕地等）下使用5～8年即出現脫層,、龜裂、起泡,、黃變等不良,，造成電池模塊脫落、電池片滑移,、電池有效輸出功率降低等不良,，更危險的是電池組件會在較低電壓和電流值的情況下出現電打弧現象，引起電池組件燃燒并促發(fā)火災,，造成人員安全損害和財產損失,。
研究表明，PET分子主鏈中含有大量的酯基,，與水具有很好的親和性,，容易產生水增塑，同時即使微量的水分也會導致分子主鏈的降解,。PET在濕熱老化過程中老化性能的變化受三個因素影響：結晶度,、水增塑、水解,各因素自始至終都在起作用,不同的環(huán)境和不同的階段內各種不同因素起主導作用,。老化初期,，結晶為主導因素,它增加楊氏模量、最大拉伸應力,但使材料變脆,降低沖擊強度,，然后水增塑成為主要因素,它使材料韌性增加,但是很快水解反應上升為主要因素,它引起PET大分子鏈斷裂,分子量下降,從而引起機械性能的破壞,。而溫度的升高則會使上述過程明顯加快，因此水和熱是導致PET物理機械性能急劇下降的主要原因[1],。此外,，紫外輻射也會使PET的分子量、強伸度大幅度下降,結晶度有所提高,從而使材料脆化,。
因此,，通過膠粘劑將多層PET膠粘復合而成的不含氟背膜從材料本身特性上就無法滿足商用晶硅太陽電池組件25年的濕熱、干熱,、紫外等環(huán)境考驗與使用要求,，也就很難適合用于晶硅太陽電池組件的封裝。
含氟背膜表面的氟材料由于氟元素電負性大,，范德華半徑小,，碳氟鍵鍵能極強（高達485KJ/mol）,，且其獨特的氟化鏈整體結構中的螺旋形棒狀分子緊密、剛硬,、表面平滑,，使得氟樹脂的耐候性、耐熱性,、耐高低溫性和耐化學藥品性等各項性能均十分優(yōu)越,。氟樹脂的優(yōu)異特性使得含氟材料（氟膜或氟碳涂料）具有優(yōu)異的耐侯性能，可保障長期戶外使用的可靠性,。作為對外部環(huán)境與太陽電池內部起阻隔作用的背膜,，其與外部接觸的空氣面以及與EVA結合的粘結面（光照面）遭受著主要的老化作用。然而,，由于目前背膜開發(fā)生產企業(yè)考慮到雙面含氟材料給整個背膜生產造成的成本壓力,，廠商采用了EVA材料（或其他烯烴聚合物）替代雙面含氟的TPT結構背膜中EVA粘結面（光照面）的氟材料，從而出現了單面含氟的TPE結構的背膜,。此類TPE結構的背膜在與組件封裝用EVA膠膜粘結后,，由于其光照面無含氟材料對背膜的PET主體基材進行有效保護，組件安裝后背膜無法經受長期的紫外老化考驗,，在幾年之內組件就會出現背膜黃變,、脆化老化等不良現象，嚴重影響組件的長期發(fā)電效能,，因此單面含氟的TPE結構的背膜是不適用于晶硅太陽電池組件的封裝使用的,。