高分子柔性背板特指一類以高分子材料為主體經過多層復合、涂覆、共擠等工藝成卷制成的背板，第1代高分子柔性背板以 TPT、KPK、TPE（一面干式復合PVF材料，另一面復合 PE 等烯烴類或改性的熱塑性）、KPE（一面干式復合PVDF，另一面復合PE等烯烴類或改性的熱塑性材料）含氟復合型背板為代表；因PE 等烯烴類或改性的熱塑性材料僅是從粘結性、低成本考量的短期環(huán)境應用材料，故目前主流過渡到一面涂覆一面復合、雙面涂覆的雙面含氟背板，代表結構類型有 XFB和 FFC，即往第2代背板方向發(fā)展，XFB 結構背板所用氟膜主要為PVF和PVDF膜，PVDF 膜隨著國內制膜技術的發(fā)展，未來2~3年有大規(guī)模取代的趨勢；PET 結構背板因其經濟性，逐步從一代技術的多層復合PET過渡為 AB（A和B 2種或以上改性PET類材料共擠、共混等工藝）結構共擠PET技術，消除了復合PET的2個剛性界面粘結容易失效的短板，提升了 PET 結構背板的耐濕熱 UV 循環(huán)的綜合性能，可以在溫和環(huán)境的分布式電站中應用，同時降低了成本。 當前高分子柔性背板的四大主流結構 XFB、FFC、XPE、PET 的技術路線如圖 4 所示。




常溫固化FEVE氟碳涂料以其優(yōu)異的耐候性能特別適用于橋梁、高層建筑等需要高耐久性的防腐涂層體系的面涂層。毋庸置疑，FEVE氟碳涂料是目前可常溫固化涂料中優(yōu)異的耐候面漆，但過分依靠氟碳涂料、片面夸大氟碳涂料的作用，不注重涂層配套和施工質量控制，同樣會導致涂層達不到應有的防腐效果。只有合理的涂層配套體系設計、嚴格的施工質量控制，才能充分發(fā)揮氟碳涂料耐候性好的特點，實現氟碳防腐涂層體系的長效防腐。
2 涂層體系設計
2.1 ISO12944-5：2007
ISO12944《色漆與清漆 鋼結構防腐涂層保護體系》是國際標準化組織為從事防腐蝕工作的業(yè)主、設計人員、咨詢顧問、涂裝承包商、涂料生產和施工企業(yè)等匯編的標準。ISO12944包括8部分內容，對涂層體系設計直接相關的內容包括ISO12944-2 環(huán)境分類和ISO12944-5 涂層保護體系。
ISO12944-2根據標準樣品的質量損失（或厚度損失）詳細說明了大氣腐蝕種類（表1）。描述了鋼結構暴露的典型的自然大氣環(huán)境，對這些環(huán)境的腐蝕性的評定給出了建議。
ISO12944-5推薦了適用于不同類型腐蝕環(huán)境、不同表面處理等級、不同使用壽命的涂層配套體系。涂層系統(tǒng)的壽命分為低、中、高三個等級：低壽命，5～10年；中等壽命，10～15年；高壽命，15年以上。
2.2 JT/T722－2008《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》
JT/T722標準是在借鑒國內外標準、總結我國橋梁防腐涂裝實踐經驗基礎上形成的。標準介紹了橋梁防腐涂層體系設計和涂裝質量控制等內容，對指導橋梁防腐及其它類似條件下的鋼結構防腐具有重要指導意義。
涂層配套體系設計遵照ISO12944-5基本原則，參照了標準ISO14713《鋼結構防腐蝕保護 金屬涂層指南》、HG/T 3656 《鋼結構橋梁漆》、TB/T 1527 《鐵路鋼橋保護涂裝》和日本的《鋼質公路橋梁涂裝便覽》和《鐵路橋涂裝及防腐蝕便覽》等，并結合我國橋梁涂裝體系的實際應用情況，以及新材料、新技術、新工藝的發(fā)展狀況。
標準按照涂裝部位、腐蝕環(huán)境、防腐年限、工況條件，共設計涂層配套體系23個。按涂裝部位分為七類：外表面；非封閉環(huán)境內表面；封閉環(huán)境內表面；鋼橋面；干濕交替區(qū)和水下區(qū)；防滑摩擦面；附屬鋼構件。腐蝕環(huán)境分類等效于ISO12944-2。涂層保護年限分為兩類：普通型，（10～15）年；長效型，（15～25）年。在涂層體系保護年限內，涂層95％以上區(qū)域的銹蝕等級不大于ISO 4628規(guī)定的Ri2級，無氣泡、剝落和開裂現象。
氟碳涂層體系用于外表面，共設計用于C5腐蝕環(huán)境下長效型涂層配套體系3個（見表3）。在低于C5腐蝕環(huán)境下，標準未給出氟碳涂層配套體系，但標準強調，用于高防腐等級的涂層配套體系也適用于低防腐等級，并可相應降低涂層厚度，也就是說，在腐蝕環(huán)境低于C5的情況下，也可采用氟碳涂層體系。

2.2 背板應用創(chuàng)新

一直以來，太陽能背板材料主流是以PET為基膜的多層高分子材料，PET 基膜作為應用廣的絕緣材料，以其優(yōu)異的性價比在背板材料中作為骨架支撐，發(fā)揮了重要的絕緣和阻隔作用。 PET 材料作為背面骨架由來已久，經歷大量的研究改進和戶外驗證后，已經形成了太陽背板基膜 PET 材料。當然，研究者同時也提出了很多替代性材料，如業(yè)內 CSI、Trina 等接到反饋，某國外背板企業(yè)提出并實施用尼龍（PA）材料作為背板主體，但經過戶外實踐發(fā)現其具有開裂、發(fā)霉、組件發(fā)電可靠性等一系列外觀和性能問題，這一過渡創(chuàng)新也讓行業(yè)企業(yè)付出了巨大的代價，同時該背板企業(yè)及采用類似技術的企業(yè)也隨之走入了窘境。 當然，創(chuàng)新和顛覆在太陽能光伏領域一直上演，很多創(chuàng)新都帶來積極的價值，特別是改良型創(chuàng)新。隨著電池效率的不斷提升和光伏應用領域的不斷拓展，光伏組件封裝方式需根據電池的設計和光伏應用領域的需求進行創(chuàng)新，隨之而來的各類功能型背板、IBC 背板、雙面發(fā)電背板等創(chuàng)新背板產品大量涌現，如使用玻璃作為背板和高分子柔性涂氟透明背板的雙面透光組件在建筑幕墻、農業(yè)大棚等領域得以應用。在以玻璃為背板的非透光雙玻組件中，創(chuàng)新地應用了白色 EVA 等封裝材料。以玻璃背板 白色EVA 組合替代高分子柔性白色背板，其白色 EVA 的耐候性和材料自身與組合的可靠性還需大量驗證，同時因其組合材料成本低，也給傳統(tǒng)封裝方式的材料帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因而，氟碳涂料涂氟型背板在與傳統(tǒng)復合型背板競爭的同時，需不斷提高自身功能性，以應對創(chuàng)新型背板材料的競爭。



背板的內層材料及工藝方式都有向氟碳涂料涂層膜方向發(fā)展的趨勢。CPC 結構的 FFC（雙面四氟型涂層材料）氟碳涂層背板近8年持續(xù)穩(wěn)定供電約15GW，大量戶外實際電站運行驗證，電站運行正常，背板材料與初始比較幾乎沒有變化，克服了傳統(tǒng)復合型背板易產生層間粘結失效、黃變失效和粉化的問題，積累了大量的應用數據。 XFB 結構背板的 X（代表氟膜），當前主要以為主，對比產品與國產氟膜產品，主要的區(qū)別在于兩方面：一是氟膜生產商的生產設備先進、工藝配方成熟、原料控制手段完善；二是氟膜均有較長的生產歷史，戶外應用經歷和案例多。國產氟膜生產商如何克服當前的技術和裝備問題并且穩(wěn)定持續(xù)是氟膜國產化進程中大的難題。長期的戶外實踐經驗證明：若背板內、外層均為含氟型材料，則該類型背板具有更好的耐候性。背板材料耐候性優(yōu)劣的主要區(qū)別還在于材料自身分子結構中是否含有C—F鍵（如圖 5 所示），氟原子的電負性是所有元素中強的，C—F鍵的鍵長短，鍵能大（485.6kJ/mol），能抵抗太陽光中波長為 220~380nm的紫外光光子能量對其分子鍵的破壞，而小于220nm波長的紫外線光子本身在太陽光中含量較少，這些短波紫外線在照向地球過程中已基本完全被地球外圍臭氧層所吸收，能達到地球表面的太陽光幾乎對含氟聚合物沒有分解影響 。同時從圖 5 可以進一步看出，含氟聚合物分子結構中氟原子呈螺旋形緊密排列，氟原子很好地保護了內層非氟分子及其間相互作用鍵，從而使含氟材料具有優(yōu)異的耐候性、耐熱性、耐高低溫性和耐化學穩(wěn)定性等，這些是非氟材料不具有的優(yōu)勢，因而含氟型背板仍是現階段及今后很長一段時間應用的主流。涂層技術在太陽能背板材料中的應用發(fā)展，突破了傳統(tǒng)復合工藝的限制，讓背板差異化和功能化的設想得以輕松實現，打開了背板以涂覆技術和材料功能選型決定來區(qū)分其功能結構的窗口，同時也打開了氟碳涂料在太陽能電站在其他材料防護領域應用（如支架、接線盒、控制設施）的窗口。



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