随着全球对清洁能源的日益关注和需求的增长，光伏产业正在经历前所未有的发展。作为光伏组件的关键组成部分，光伏背板材料在提高光电转换效率、降低成本以及应对环境挑战等方面发挥着关键作用。
然而，尽管市场前景广阔，但行业内的竞争也日趋激烈，尤其是在光伏背板材料的种类和质量方面。
本文将带你了解光伏背板的前世今生，让你通过这篇文章掌握光伏背板的最前沿知识。
背板按其所用材料分为无机背板即玻璃和高分子有机背板。
如果背板也采用玻璃，即为双玻组件，否则为单玻组件，组件玻璃一面直接面对太阳，背板位于组件的背面。
目前光伏组件以单玻组件为主，但发展趋势是双玻组件占比会逐渐提高，因为双玻组件可以双面发电，提高了发电效率。
背板位于光伏组件背面的最外层，直接与外部环境大面积接触，为适用多样的气候环境及服役时间，背板需要满足多种性能要求
单一的材料很难满足这些性能要求，所以背板一般采用复合结构，其中 PET 膜作为基膜，氟膜或其他塑料薄膜通过胶黏剂黏附在基膜两边。
PET 膜具有优良的绝缘性能和力学性能，但耐候性较差，含氟树脂膜包括聚氟乙烯（PVF）膜和聚偏氟乙烯（PVDF）膜，它们具有优良的绝缘性、耐候性和阻隔性，胶黏剂的主要作用是使PET基膜与氟膜、聚烯烃类薄膜黏结复合。
氟材料以氟膜的形式通过胶黏剂复合（一般是压合）在PET基膜上，即为复合型背板，其氟膜完整，因此综合性能优越，但成本高；以含氟树脂的形式通过特殊工艺直接涂覆在 PET 基膜上，胶黏剂混合在氟树脂中，即为涂覆型背板，性能稍逊于复合背板 ，但具有价格优势。
太阳能背板按含氟情况可分为双面氟膜背板、单面氟膜背板、不含氟背板，因其耐候性等特性不同而适用于不同环境。
总体来说对环境的耐候程度依次为双面氟膜背板、单面氟膜背板、不含氟背板，其价格一般也依次降低。
双面氟膜复合背板由于其优越的耐候性能，能经受住严寒、高温、风沙、雨水等恶劣环境，通常被广泛应用于高原、沙漠、戈壁等区域；单面氟膜复合背板是双面氟膜复合背板的降本型产品，相对于双面氟膜复合背板其内层的耐紫外性和散热性较差，主要适用于屋顶和紫外线温和的区域。
全球光伏产业链基本都在中国，背板也一样，早期由国外尤其是日本公司把持，但随着中国公司的迅速崛起，国外背板企业由于不适应快速降本的需要，利润率下降，市场份额逐步降低并退出了市场，2016 年日本凸版和 3M 公司退出背板市场，2017 年日本东丽公司退出市场，台虹和伊索的产销量也处于停滞状态。
国内主要的背板生产企业包括苏州赛伍应用技术有限公司（简称赛伍技术）、苏州中来光伏新材股份有限公司（简称中来股份）、明冠新材料股份有限公司（简称明冠新材）、杭州福斯特应用材料股份有限公司（简称福斯特）、乐凯胶片股份有限公司（简称乐凯胶片）等。
早期以 TPT、KPK 背板为主，但 PVF 与 PVDF 膜价格高，尤其是PVF膜基本只有美国杜邦公司生产，所以，国内各企业通过研发，一方面用含氟涂料代替氟膜，另一方面用涂覆工艺取代复合工艺，在满足光伏组件性能的前提下，成本大幅降低。
如表2中的赛伍技术的 F 氟皮膜、中来股份的 FFC 氟涂料、福斯特的 C 氟树脂等，更进一步，明冠新材的 M 膜和乐凯胶片的 E 膜，直接用聚烯烃膜取代氟膜。各企业厚度基本相同的背板性能如表 3 所示。
PET是由精对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（MEG）在催化剂的作用下经加热缩聚而成的一种结晶型聚合物，即聚酯切片，长期使用可耐高温达120℃，短期使用 可耐150℃高温、-70℃低温，且高低温时对其力学性能影响很小。
聚酯切片经干燥、熔融、挤出、铸片和拉伸而制成PET膜，如果只单向拉伸则称为CPET，主要用于包装；采用纵横双向拉伸则为BOPET，现在95% 以上的PET膜为BOPET，其中的中高端PET膜主要用于光学膜和光伏背板膜。
生产公司包括日本东丽株式会社、日本杜邦帝人薄膜公司、韩国SK化学等，国内包括江苏双星彩塑新材料股份有限公司（简称双星新材）、航天彩虹无人机股份有限公司（简称航天彩虹，原 浙江南洋科技股份有限公司）、江苏裕兴薄膜股份有限公司（简称裕兴股份）、四川东材科技集团股份有限公司（简称东材科技）等。
由于国产化PET基膜具有明显的价格优势，国内太阳能电池背板用PET基膜已基本实现进口替代。
据上述公司2021年报，双星新材市场占有率超过30%，销售量110 kt，收入超过12亿元，毛利率34.93%，远超背板生产企业；裕兴股份市占率 21%，两家公司的市占率超过50%，东材科技的销售 量30 kt。
据赛伍技术、明冠新材招股说明书（简称IPO文件），双星新材已是这两家公司的第一大PET基膜供应商，裕兴股份、东材科技、航天彩虹也进入了前三供应商。
基膜生产关键工序包 括PTA与MEG的缩聚反应生成聚酯切片、挤出和双向拉伸，缩聚反应与挤出设备德国的欧瑞康巴马格公司生产 的性能最好，德国的布鲁克纳是最好的双向拉伸设备生产厂商，所以这两家德国公司的设备组成的生产线生产的产品品质最好。
但两家公司的产量有效，交货周期长，而且安装调试时间也长。
高分子材料配方不同，材料性能差别很大，即使同一配方，工艺参数改变，性能也会变 化，这些都需要长期的积累，仅仅只有先进的设备远远 不够，还需要大量有实际经验的技术人员。
为适用新的背板结构，各基膜企业正在抓紧研发高耐候透明PET基膜。
PVF膜由美国杜邦公司生产，其商标为Tedlar，所 以简称T膜，其TPT背板结构是最早使用的，已经经 过了30年以上的实际应用，证明其结构、性能稳定，能满足组件25年以上的时间要求。
但T膜价格昂贵，因此市场规模在减少，主要用于大型地面电站。
PVDF膜是为替代PVF膜而研发的，最早由法国的阿科玛公司生产，其商标为Kynar，所以简称K膜，典 型背板结构为KPK，美国杜邦公司、韩国SKC等也有生产。
国内嘉兴高正新材料科技股份有限公司（简称 嘉兴高正）、杭州福膜新材料科技股份有限公司（简称 杭州福膜）、中天科技精密材料有限公司（简称 中天科技）等也可生产PVDF膜，近年来，随着国内氟膜生产企业技术水平的提升，生产成本逐步降低，国产氟膜在市场上逐渐被背板企业接受，其市场份额也逐渐提升，据赛伍技术与明冠新材IPO文件显示，嘉兴高正、杭州福膜、中天科技等都已进入它们的前五大供应商。
由于含氟塑料不易分解，焚烧会产生有毒气体，所以背板的回收处理困难，现在各企业正在研制环保型背板，包括用聚烯烃膜取代氟膜等。
胶黏剂主要用于复合型背板中氟膜与PET基膜的黏结，以及涂覆于基膜表面直接形成功能性膜。
太阳能背板生产所需的胶黏剂生产技术壁垒较高，市场主要为法国阿科玛公司旗下的波士胶（Bostic）、德国汉高 （Henkel）和日本东洋纺织株式会社等国外少数企业占领。
我国胶黏剂的生产主要以中低档胶黏剂产品为主，能适用于氟膜与PET基膜黏结的高品质胶黏剂只有赛伍技术等极少公司生产，赛伍技术就是由背板胶 黏剂生产企业发展为背板生产企业的。
因为对成本的把控能力以及使用场景的不同，国内背板生产企业与国外的企业走上了不同的技术道路，国内以集中式大型地面光伏电站为主，对25年的使用寿命要求严格，所以国内背板绝大部分含氟，为了降低成本，生产工艺由复合氟膜改进为涂覆含氟涂料。
而欧洲和日本以分布式的屋顶户用光伏发电系统为 主，对价格比较敏感，因此国外企业以生产非氟背板为主，比如意大利Coveme公司彻底摒弃了氟聚合物，采用PET基膜，并在最外侧使用紫外辐照稳定的聚酯膜（P），内层采用聚乙烯膜（E）由此形成了PPE背板，该类背板的结构为改性聚酯/聚酯/聚乙烯。
更有甚者，改变基膜，采用共挤工艺一步法生产，如荷兰帝斯曼公司开发的APO背板采用具有优异水汽阻隔性能的聚烯烃PO作为基材，搭配抗紫外性能优异的PA12，使用共挤成型，这种背板性能优异，而且消除了层间剥离的风险。
随着俄乌冲突带来的能源危机，欧洲对光伏的需求急剧上升，中国企业也在抓紧非氟背板的生产。
总之，在背板生产环节，不管是技术还是产量，国内企业均领先国外企业。
（1）环保：新能源的大量使用，主要目的就是减少排放，保护大气层，因此制造光伏组件的零部件也应该环 保，但背板使用的氟膜，难降解导致回收难，所以随着光 伏发电的快速发展，背板的回收利用是亟待解决的问题。
（2）降本：光伏产业链各环节的降本增效是推动光伏发展的主要动力，也将一直是光伏发展的主旋律，而氟膜既不环保还价格昂贵，所以，研发新的取代氟膜的材料迫在眉睫。
（3）不同使用场景的背板开发：比如中国西部沙漠地区使用的背板需具备更好的散热性、耐紫外性、耐风沙磨损和耐日夜温差等；而在东部沿海应用的背板应有更低的水汽透过率、更好的耐水解性和耐盐雾性等。
（4）适用光伏组件双面发电的需要：组件双面发电是大势所趋，其占比越来越高，而且组件生产企业一般采用玻璃背板，虽然透明背板可以替代玻璃背板，但透明背板并没有经过长时间的使用考验，所以怎样说服组件企业使用透明背板任重道远。
原文始发于微信公众号（艾邦光伏网）：光伏背板材料近况
