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前 言
太阳能电池背板内层 (EVA表面) 和外层 (空气表面) 。外层因直接接触外部环境而受到广泛关注，因此背板制造商往往选择耐候性优良的材料，如氟膜或氟涂层作为背板的外层，更典型的是杜邦Tedlar由薄膜或氟树脂制成的氟碳涂层，以防止外部环境对基材和电池板的侵蚀。背板内层的重要性往往容易被忽视，因为它不直接接触外部世界。然而，实际情况是，内层的外部损伤不容忽视。统计数据显示，一年内照射到组件表面的紫外线辐射量约为91.7kWh/m2.大约10%的紫外线可以通过前玻璃和封装材料EVA到达背板内层后，背板内层25年内紫外辐射量约为91.7x10%x25=229.25 kWh/m2.这远远超过3倍IEC45 标准要求kWh/m2的辐射量表明，背板内层的性能，特别是抗紫外线性能，不容忽视，否则会给终端电站的使用寿命带来很大的风险！光伏组件的设计寿命为25年，因此，有必要系统地阐述这个问题。从而回答什么样的背板内层才是真正经得起考验的含氟内层的根本问题。因此有必要就这一问题进行系统的阐述。从而回答”什么样的背板内层才是真正的、经得起考验的含氟内层”这一根本问题。
反应氟和非反应氟
类似于背板的外层材料，用于背板内层的氟材料可分为反应性氟材料和非反应性氟材料。前者是指大分子侧链中的活性基团，如羟基 (-OH) (图1)因此，氟材料可以通过化学反应导入背板内层并固定在基材表面。反应氟材料广泛应用于涂层背板，特别是在等离子体增强的涂层技术中，反应氟材料通过固化剂牢牢固定在背板内层。
非反应性氟材料是指整个大分子中不含任何反应活性基团，如常见的PTFE，PVDF和PVF它们都是非反应性氟材料 （图2）。由于分子链中没有活性基团，非反应性氟材料只能以填料的形式添加到涂料中，或与其他膜材料混合，然后通过涂层技术或粘合复合技术将非反应性氟材料引入背板内层。这种氟材料的形式将对涂层或膜材料的性能产生重大影响，*终决定背板内层的可靠性。
氟材料在背板内层的存在形式及其对背板性能的影响
由于反应氟材料料和非反应性氟材料的结构不同，导入背板内层的形式也不同，导致背板内层的存在形式不同，*终决定了背板的可靠性。由于活性基团的存在，反应性氟材料可以在固化剂的作用下交联固化，并与PET基材表面化学键连接，结构稳定 (图3) 。这种交联结构非常稳定，耐酸碱、耐紫外线，不会发生材料的蠕变、迁移和降解。PET它具有长期的保护作用。这种背板是中来股份的FFC涂层背板是*典型的。背板采用四氟树脂作为反应氟材料，采用等离子体增强表面涂层技术，将反应氟材料牢牢固定在背板内层和基材上PET背板表面性能优异，可靠性高。紫外线高温高湿试验后，FFC涂层背板无涂层脱落、粉化、开裂现象，室外试验10年以上，充分证明了其稳定性和可靠性。
相反，由于没有活性基团，非反应性氟材料只能以惰性填料的形式存在于背板内层（图4）。从示意图可以看出，缺乏化学键会蠕变和迁移非反应性氟材料，导致非反应性氟材料与主要材料之间的微相分离，导致背板内层粉化开裂，使基材PET直接暴露在紫外线照射下，严重影响背板的整体性能。此外，再加上非反应氟材料与其他材料的相容性，非反应氟材料的添加量非常低，不能长期保护背板的基材。目前，这种背板在市场上使用XPO和XPM*典型的是，这类背板通常采用复合背板的典型三明治结构，外层采用PVDF膜，中间层PET内层是聚烯烃和氟材料的混合物。内层被命名为含氟物O膜或者M膜，不同于过去的纯聚烯烃膜，即PE或PO膜。
XPO和XPM以聚烯烃/氟材料共混物为背板内层的类型背板的想法实际上是取代上一代产品，即纯聚烯烃PE或PO为内层，PVDF膜为外层和PET背板是基材。聚烯烃是背板内层的优点EVA附着力大。然而，聚烯烃耐紫外线性差，使背板内层迅速暴露在紫外线湿热老化（图5）中。在高温、高湿度和紫外线照射下，内层PO膜和PE膜很快就会开裂和粉碎，这是由聚烯烃的结构决定的，这是不可避免的。制造商估计也意识到了这个问题，为了提高聚烯烃的耐候性，所以他们想尝试改性聚烯烃，并引入某些氟材料来制备所谓的M膜或O膜，因为他们也知道双面氟背板具有优异的耐候性是行业共识。然而，由于添加的氟材料是非反应氟材料，其成型方法只能是简单的机械混合，加上氟材料和聚烯烃的相容性很差，所谓的氟材料不仅含氟量低，而且添加的氟材料在聚烯烃中有微分离，这是一种松散的结构，非交联分布状态，在外部条件下很容易** 加速蠕变和迁移，对背板内层的性能产生负面影响。具体来说，背板内层在高温、高湿度和紫外线照射下容易粉化、发黄和开裂（图6），严重威胁组件的发电效果。
此外，非反应性氟材料与聚烯烃的相容性差，使其添加量不仅限制在很小的范围内，导致背板内层含氟量低 (图7、图8)，氟材料分布不均匀(0.00-1.06%)在某些地方，氟含量实际上是0！很难想象背板基材中氟含量如此低，氟分布如此不均匀PET起到保护作用。紫外线的破坏通常从氟含量为0的地方开始，然后逐步扩展到氟含量上升的梯度。O膜和M低氟含量和氟材料分布不均匀的膜材料不符合组件长期可靠性的要求。
以反应性氟材料为主体FFC涂层背板的情况完全不同。涂层中的反应氟材料是主要材料，与其他材料没有相容性。氟的含量不仅可以保持在更高的水平(~20%)(图9)，分布均匀。更重要的是，氟材料可以以固化交联的形式导入背板内层并固定。这种稳定的结构是对的PET基材的保护是完全可靠的。在实验表面，涂层能有效阻挡紫外线通过 (图10)PET起到保护作用。
结 语
可见把O膜或M薄膜被称为氟化物薄膜是不科学和不负责任的，因为它将严重误导组件制造商和终端电站的投资者，大大降低他们的投资回报，甚*失去他们的钱，这也给已经标准化的背板市场带来了混乱。作为氟碳背板的***，我们有责任揭露和曝光这种边缘球的行为，目的是恢复真正的氟碳背板和氟背板的本质，为背板应用商提供科学的基础，选择和识别性能优异的氟背板。沉积物并不可怕，大浪淘沙看黄金，真正性能优异的氟碳背板/氟背板时间和应用环境的考验，值得组件制造商和电站投资者的信赖。
