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三、成分

各廠家的背板雖然其成分各有不同，但核心部分不會變，即PET基體和含氟材料，PET提供力學性能和絕緣性能，氟材料提供阻隔性和耐候性。背板的主要特性靠氟材料來體現(xiàn)，一般來說氟材料無論是復合膜還是涂料,只要加工得當，F(xiàn)元素含量足夠，背板的耐侯性和阻隔性都不是問題。

3.1、PET

PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯） ，化學式為-[OCH2-CH2OCOC6H4CO]-，英文名: polyethylene terephthalate，簡稱PET，俗稱聚酯薄膜，為高聚合物，由對苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫水縮合反應而來。對苯二甲酸乙二醇酯是由對苯二甲酸和乙二醇發(fā)生酯化反應所得。

屬結晶型飽和聚酯，平均分子量(2-3)×104，重均與數(shù)均分子量之比為1.5-1．8。

相對密度1.368，熔點225℃，流動溫度243℃，玻璃化溫度80℃，馬丁耐熱80 ℃，熱變形溫度98℃(1. 82MPa)，分解溫度353℃。

溶于甲酚、濃硫酸、硝基苯、三氯醋酸、氯苯酚，不溶于甲醇、乙醇、丙酮、烷烴。使用溫度-100～120℃。 彎曲強度 148-310MPa 。
吸水性 0. 06％-0.129％，沖擊強度64.1-128J／m，洛氏硬度M 90-95， 伸長率1.8％-2.7％。

PET是顏色為乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合物，表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機械性能，長期使用溫度可達120℃，電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。

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(chǎn)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(nèi)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[1]、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。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。

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。

注：[1]楊氏模量：楊氏模量(Young's modulus)是表征在彈性限度內(nèi)物質(zhì)材料抗拉或抗壓的物理量，它是沿縱向的彈性模量，也是材料力學中的名詞。根據(jù)胡克定律，在物體的彈性限度內(nèi)，應力與應變成正比，比值被稱為材料的楊氏模量，它是表征材料性質(zhì)的一個物理量，僅取決于材料本身的物理性質(zhì)。楊氏模量的大小標志了材料的剛性，楊氏模量越大，越不容易發(fā)生形變。

3.2、有機氟材料

有機氟材料是指含有氟元素的碳氫化合物，歸屬一種特殊質(zhì)料，具有卓然的耐化學性和熱穩(wěn)定性，還具有優(yōu)良的耐侯性、耐腐蝕性、耐熱性、防污性、斥水斥油性、介電性、不燃性和不粘性，磨擦系數(shù)極小，為很多其他合成質(zhì)料所不及，廣泛用于于兵工、電子、電器、機械、化工、紡織等各個領域。

含氟背膜表面的氟材料由于氟原子電負性大，原子半徑小，碳氟鍵鍵能極強（高達485KJ/mol），而且由于相鄰氟原子的相互排斥，使氟原子不在同一平面內(nèi)，主鏈中C —C —C鍵角由112°變?yōu)?07°，氟原子沿碳鏈作螺旋分布，故碳鏈四周被一系列性質(zhì)穩(wěn)定的氟原子所包圍。
由于氟原子是對稱分布，整個分子呈非極性；又因氟原子極化率低，碳氟化合物的介電常數(shù)和損耗因子均很小，所以其聚合物是高度絕緣的，在化學上突出的表現(xiàn)是高熱穩(wěn)定性和化學惰性。表一闡述了氟碳鍵特征和含氟聚合物特性。


另外，通常太陽能中對有機物起破壞作用的是紫外光部分，即波長為700～200nm之間的光子，而全氟有機化合物的共價鍵能達544KJ / mol ，接近220nm光子所具有的能量。由于太陽光中能量大于220nm的光子所占比重極微，所以氟系涂料耐候性極好。

全氟碳鏈中，兩個氟原子的范德華半徑之和為0. 27nm?；旧蠈 —C —C 鍵包圍填充。這種幾乎無空隙的空間屏障使任何原子或基團都不能進入而破壞C —C 鍵。因此，其耐化學性極好。

3.2.1、PVF 分子式：-[CH2-CHF]-

學名：聚氟乙烯。

白色粉末狀，部分結晶性聚合物。

氟碳比（F/C）：0.5/1。

含氟量：41.3%。

可燃性：慢燃到自熄。

密度1.39g/cm。

熔點190-200℃，分解溫度210℃以上，長期使用溫度-70-110℃。

軟化點約200℃。但在200℃下，15～20分鐘就開始熱分解，若在235℃經(jīng)5分鐘則激烈分解而最后碳化。

PVF是氟乙烯均聚物，分子量６萬～18萬，是氟塑料中含氟量最低、比重最小、價格也最便宜的一種。由于分解溫度接近于加工溫度，不宜用熱塑性成型方法加工，大多加工成薄膜和涂料。具有一般含氟樹脂的特性，并以獨特的耐候性著稱。根據(jù)加工條件及制品厚度，有不同透明度，能透過可見光和紫外線，強烈吸收紅外線。正常室外氣候條件下使用期可達25年以上，是一種低介電常數(shù)（8.5）、高介電損耗（0.016）的材料。收縮小而穩(wěn)定。

它還有一個特點就是耐撓曲性能好，反復折疊不易開裂。聚氟乙烯薄膜可不受油脂、有機溶劑、堿類、酸類和鹽霧的侵蝕，電絕緣性能良好，還具有良好的低溫性能、耐磨件和氣體阻透性。聚氟乙烯涂料也具有良好的耐候件，對化學藥品只有良好的抗腐蝕性，但不耐濃鹽酸、濃硫酸、硝酸和氨水。

3.2.2、PVDF

分子式：[-CH2-CF2-]-

學名：聚偏二氟乙烯

Polyvinylidene fluoride簡稱PVDF

白色粉末狀結晶性聚合物。

氟碳比；1/1

含氟量：59%。

密度1．75-1．78g／cm3。

玻璃化溫度-39℃，脆化溫度-62℃，熔點170℃， 熱分解溫度316℃以上，長期使用溫度－40～150℃。


可用一般熱塑性塑料加工方法成型。其突出特點是機械強度高，耐輻照性好。具有良好的化學穩(wěn)定性，在室溫下不被酸、堿、強氧化劑和鹵素所腐蝕，發(fā)煙硫酸、強堿、酮、醚綿少數(shù)化學藥品能使其溶脹或部分溶解，二甲基乙酰胺和二甲基亞砜等強極性有機溶劑能使其溶解成膠體狀溶液。

3.2.3、THV


中文名稱為：四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)與偏氟乙烯(VDF)的共聚物。

氟碳比（F/C）：1.8/1。

含氟量：72.7%。

阻燃等級：V-0（由低到高分別為：V-3，V-2，V-1，V-0）

THV為上述成分首字母縮寫，是美國泰良（Dyneon）公司在20世紀80年代開發(fā)出的性能優(yōu)異的氟塑料，除具有氟塑料耐候性、不燃性、不粘性外，還可以象常見聚合物一樣容易加工，是一種極具發(fā)展前景的氟塑料。

THV具有極好的耐化學介質(zhì)性能和電性能。是最柔軟的氟塑料，其電性能不適于作高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)（即5類電纜）中的首選絕緣，但在那些要求柔軟性的地方，有其獨特的優(yōu)勢。另外，THV還可用于那些要求與其他材料粘合的場合。由于THV具有優(yōu)異的光學性能，所以還可以用于光纖包覆層。

THV的卓越性能體現(xiàn)在：可低溫加工，可與橡膠及塑料制品進行有效粘接，彈性佳且透光性好。出眾的綜合性能使其在復合軟管、管道、薄膜、薄片及器皿的加工制造中得到廣泛應用。 THV加工溫度低、加工溫度區(qū)間寬、加工溫度遠低于分解溫度，可以適應于擠出、共擠出、注射模塑和吹塑模塑、層壓薄膜、浸漬、涂覆和共混等多種加工方式，可生產(chǎn)出膜、管、容器、異型材料和模塑材料。

THV氟塑料是目前商品化最柔軟氟塑料，利用其特性與其他塑料或彈性體制備多層次結構制品時，柔韌性優(yōu)異。THV氟塑料耐化學性能優(yōu)越，對許多腐蝕性化學品有極好的防滲透功能。THV氟塑料具有極好的光透明性和低折射率，可以允許從紫外線到紅外線所有頻率光的穿透，由于其低折射率和高柔韌性是塑料光導纖維包覆的理想材料。THV氟塑料自身容易粘接，也容易與其他材料粘接，無需表面處理就能與其他材料很好粘合。THV比其他氟塑料更容易用輻射交聯(lián)提高其高溫性能，THV 是典型的對電子束敏感材料，用一定輻射量，可以明顯提高材料拉伸強度。 THV樹脂具有良好的混合性能，可以與聚乙烯的通用技術混合，交聯(lián)劑很容易加入THV，同樣其他類型添加劑，如染料和有機顏料，也很容易加入THV中去。另外THV氟塑料還具有良好的溶解性能，通過加入化學試劑方法可以實現(xiàn)化學發(fā)泡等特性。