这座地下车库的灯不用电也能发光！究竟有何“魔力”？

苏美达是中国机械工业集团公司成员之一，旗下除了苏美达新能源负责光伏下游项目开发外，还有辉伦太阳能负责光伏制造。

在当前国家加大财税政策支持力度，积极解决光伏产业发展困境的情况下，工程多类型设备、组件在技术应用比对、数据分析中的独特作用，将为未来光伏产业发展起到显著的示范引领作用。8月25日，国家风光储输示范工程二期的大脑和控制中枢--工程主控楼顺利封顶。

根据规划，在一期工程建设风电9.85万千瓦、光伏发电4万千瓦、储能装置2万千瓦的基础上，二期工程计划投资约为60亿元人民币，将新增风力发电装机容量40万千瓦、光伏发电装机容量6万千瓦和化学储能装置5万千瓦，总装机容量扩大到一期的4倍多。河北省已将国家风光储输示范工程二期扩建工程列为2013年重点建设项目。国网冀北电力借助国家风光储输示范工程平台，积极探索清洁能源的友好并网和平滑输出的方法和手段，在涉及风、光、储等诸多新技术和新设备数据积累方面取得多项宝贵的第一手资料。另一方面立足于搭建科研平台、建立研发中心，产出持续的科技成果，实现软实力提升该专案是加拿大最大的屋顶专案，并且已经按照安大略省的上网电价补贴 (FIT) 计划进行了试运行。

这些太阳能组件预计每年将减少排放11,200吨左右的二氧化碳，并帮助安大略省实现到2014年逐步取代煤炭发电的目标。该屋顶系统被安装在面积为400,000平方米的屋顶上，由9,294个晶科能源高性能组件与由 Sentinel Solar 设计和生产的定制支架解决方案组成，年发电量预计达到2,540,000千瓦时，可满足约150户家庭的电力需求。双面氟材：高品质背膜不可或缺太阳电池背膜主要分为含氟背膜与不含氟背膜两大类。

同时，目前包括低温等离子体改性技术、辐照改性技术、真空等离子体化学接枝技术在内的材料表面改性技术已较为成熟。作为对外部环境与太阳电池内部起阻隔作用的背膜，其与外部接触的空气面以及与EVA结合的粘结面(光照面)遭受着主要的老化作用。研究表明，PET分子主链中含有大量的酯基，与水具有很好的亲和性，容易产生水增塑，同时即使微量的水分也会导致分子主链的降解。老化初期，结晶为主导因素,它增加杨氏模量、最大拉伸应力,但使材料变脆,降低冲击强度，然后水增塑成为主要因素,它使材料韧性增加,但是很快水解反应上升为主要因素,它引起PET大分子链断裂,分子量下降,从而引起机械性能的破坏。

由于国内复胶型背膜制造企业在主要原材料和核心技术方面不具备成本和质量的优势，造成产品整体的核心竞争力与利润空间较低。涂覆型背膜：背膜材料发展趋势目前，主流的太阳电池背膜多为双面含氟的复胶型背膜和涂覆型背膜。

因此，将氟碳涂料、PET表面改性技术、氟涂层表面改性技术等应用于太阳电池背膜的开发，从而实现不使用胶粘剂并具有优异长期耐候性能的低成本高品质涂覆型背膜产品是完全可行的，也是今后背膜材料发展和国产化的必由之路。此类TPE结构的背膜在与组件封装用EVA胶膜粘结后，由于其光照面无含氟材料，对背膜的PET主体基材进行有效保护，组件安装后背膜无法经受长期的紫外老化考验，在几年之内组件就会出现背膜黄变、脆化老化等不良现象，严重影响组件的长期发电效能，因此单面含氟的TPE结构的背膜是不适用于晶硅太阳电池组件的封装使用的。因此，采用PVF或PVDF等氟膜开发生产双面含氟太阳电池背膜的中国企业长期受制于外国氟膜制造商，其背膜制造成本居高不下，且适用于氟膜与PET粘结的高品质胶粘剂多为国外极少数厂商技术垄断，很难进口。因此，通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成的不含氟背膜从材料本身特性上就无法满足商用晶硅太阳电池组件25年的湿热、干热、紫外等环境考验与使用要求，也就很难适合用于晶硅太阳电池组件的封装。

鉴于复胶型太阳电池背膜用氟膜未实现国产化的现实情况和背膜内部复合用胶粘剂难以经受组件户外长期使用过程中湿热老化的考验，开发一类不使用胶粘剂的、具有较高一体化程度和具有优异长期耐候性能的低成本的高品质背膜产品，是目前背膜开发与技术发展的方向和趋势。复胶型太阳电池背膜(TPT、KPK等)多是以欧美一些氟化工企业开发的PVF或PVDF等氟膜通过胶粘剂与PET基材粘结复合而成。目前，应用比较广泛的氟树脂涂料主要有PVDF、CTFE、PTFE三大类型，我国也是继美国、日本之后第三个拥有氟碳涂料合成技术并实现产业化的国家。同时，由于制造专利技术制约和氟膜表面的亲水性改性处理技术等原因，目前PVF和PVDF等氟膜产品还没有在中国实现国产化。

而国内一些背膜生产企业只能采用一些普通的聚氨酯、环氧或丙烯酸类胶粘剂，这些胶粘剂容易老化，在性能上无法满足25年的耐久性要求。此外，紫外辐射也会使PET的分子量、强伸度大幅度下降,结晶度有所提高,从而使材料脆化。

而温度的升高则会使上述过程明显加快，因此水和热是导致PET物理机械性能急剧下降的主要原因。PET在湿热老化过程中老化性能的变化受三个因素影响：结晶度、水增塑、水解,各因素自始至终都在起作用,不同的环境和不同的阶段内各种不同因素起主导作用。

氟树脂的优异特性使得含氟材料(氟膜或氟碳涂料)具有优异的耐侯性能，可保障长期户外使用的可靠性。氟碳涂料经过几十年的快速发展，在建筑、化学工业、电器电子工业等各个领域得到广泛应用，成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后，综合性能最高的涂料品种。复胶型背膜由于其内部PET基材两面存在胶粘剂，而胶粘剂的质量水准不一，加之复合工艺良莠不齐，在电池组件户外长期使用过程中复合型背膜受湿度与温度双重因素的综合影响，易发生粘结胶层水解等损害，最终导致氟膜(PVF或PVDF等)与PET基材的层间剥离，难以满足电池组件长期的可靠性要求。以氟树脂跨国企业(如日本旭硝子、大金和法国阿科玛等)开发生产的PVDF、CTFE、PTFE树脂为主体树脂制备的氟碳涂料，广泛应用于桥梁、大厦、铁路、通信设施的表面防护上，并经受了40年以上的户外严酷考验，表现出极佳的耐候性能。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。其中含氟背膜又分双面含氟(如TPT)与单面含氟(如TPE)两种;而不含氟的背膜则多通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成。

含氟背膜表面的氟材料由于氟元素电负性大，范德华半径小，碳氟键键能极强(高达485KJ/mol)，且其独特的氟化链整体结构中的螺旋形棒状分子紧密、刚硬、表面平滑，使得氟树脂的耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学药品性等各项性能均十分优越。目前，商用晶硅太阳电池组件的使用要求为25年，而背膜作为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

而国内一些背膜生产企业只能采用一些普通的聚氨酯、环氧或丙烯酸类胶粘剂，这些胶粘剂容易老化，在性能上无法满足25年的耐久性要求。然而，由于目前背膜开发生产企业考虑到双面含氟材料给整个背膜生产造成的成本压力，厂商采用了EVA材料(或其他烯烃聚合物)替代双面含氟的TPT结构背膜中EVA粘结面(光照面)的氟材料，从而出现了单面含氟的TPE结构的背膜。

目前，商用晶硅太阳电池组件的使用要求为25年，而背膜作为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，采用PVF或PVDF等氟膜开发生产双面含氟太阳电池背膜的中国企业长期受制于外国氟膜制造商，其背膜制造成本居高不下，且适用于氟膜与PET粘结的高品质胶粘剂多为国外极少数厂商技术垄断，很难进口。

复胶型背膜由于其内部PET基材两面存在胶粘剂，而胶粘剂的质量水准不一，加之复合工艺良莠不齐，在电池组件户外长期使用过程中复合型背膜受湿度与温度双重因素的综合影响，易发生粘结胶层水解等损害，最终导致氟膜(PVF或PVDF等)与PET基材的层间剥离，难以满足电池组件长期的可靠性要求。此外，紫外辐射也会使PET的分子量、强伸度大幅度下降,结晶度有所提高,从而使材料脆化。其中含氟背膜又分双面含氟(如TPT)与单面含氟(如TPE)两种;而不含氟的背膜则多通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成。鉴于复胶型太阳电池背膜用氟膜未实现国产化的现实情况和背膜内部复合用胶粘剂难以经受组件户外长期使用过程中湿热老化的考验，开发一类不使用胶粘剂的、具有较高一体化程度和具有优异长期耐候性能的低成本的高品质背膜产品，是目前背膜开发与技术发展的方向和趋势。

因此，将氟碳涂料、PET表面改性技术、氟涂层表面改性技术等应用于太阳电池背膜的开发，从而实现不使用胶粘剂并具有优异长期耐候性能的低成本高品质涂覆型背膜产品是完全可行的，也是今后背膜材料发展和国产化的必由之路。氟碳涂料经过几十年的快速发展，在建筑、化学工业、电器电子工业等各个领域得到广泛应用，成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后，综合性能最高的涂料品种。

以氟树脂跨国企业(如日本旭硝子、大金和法国阿科玛等)开发生产的PVDF、CTFE、PTFE树脂为主体树脂制备的氟碳涂料，广泛应用于桥梁、大厦、铁路、通信设施的表面防护上，并经受了40年以上的户外严酷考验，表现出极佳的耐候性能。复胶型太阳电池背膜(TPT、KPK等)多是以欧美一些氟化工企业开发的PVF或PVDF等氟膜通过胶粘剂与PET基材粘结复合而成。

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。双面氟材：高品质背膜不可或缺太阳电池背膜主要分为含氟背膜与不含氟背膜两大类。

而温度的升高则会使上述过程明显加快，因此水和热是导致PET物理机械性能急剧下降的主要原因。因此，通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成的不含氟背膜从材料本身特性上就无法满足商用晶硅太阳电池组件25年的湿热、干热、紫外等环境考验与使用要求，也就很难适合用于晶硅太阳电池组件的封装。含氟背膜表面的氟材料由于氟元素电负性大，范德华半径小，碳氟键键能极强(高达485KJ/mol)，且其独特的氟化链整体结构中的螺旋形棒状分子紧密、刚硬、表面平滑，使得氟树脂的耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学药品性等各项性能均十分优越。作为对外部环境与太阳电池内部起阻隔作用的背膜，其与外部接触的空气面以及与EVA结合的粘结面(光照面)遭受着主要的老化作用。

氟树脂的优异特性使得含氟材料(氟膜或氟碳涂料)具有优异的耐侯性能，可保障长期户外使用的可靠性。由于国内复胶型背膜制造企业在主要原材料和核心技术方面不具备成本和质量的优势，造成产品整体的核心竞争力与利润空间较低。

同时，由于制造专利技术制约和氟膜表面的亲水性改性处理技术等原因，目前PVF和PVDF等氟膜产品还没有在中国实现国产化。研究表明，PET分子主链中含有大量的酯基，与水具有很好的亲和性，容易产生水增塑，同时即使微量的水分也会导致分子主链的降解。

老化初期，结晶为主导因素,它增加杨氏模量、最大拉伸应力,但使材料变脆,降低冲击强度，然后水增塑成为主要因素,它使材料韧性增加,但是很快水解反应上升为主要因素,它引起PET大分子链断裂,分子量下降,从而引起机械性能的破坏。同时，目前包括低温等离子体改性技术、辐照改性技术、真空等离子体化学接枝技术在内的材料表面改性技术已较为成熟。