太陽能背板需具備保護太陽電池的功能，並具耐候性，如UV、高溫高濕衝擊、濕冷凍、抗張強度，並與EVA有很好的接著力、阻絕水氣及氧氣的滲透能力、同時能抵抗外力的撞擊。目前非氟太陽能背板技術要能通過標準規範如IEC 61215、61730驗證並非難事，但市場上含氟背板還是占大部分，這對於日後在處理廢棄太陽能板的議題上相當困難，因為燃燒後的含氟背板具毒性，未來也不適合以燃燒來處理這些巨量的太陽能廢棄背板。非氟系背板出現，其價格比氟系背板低，亦有不錯之品質，加上環保及應用在未來水上型太陽能模組的契機，可以預見非氟背板將有很大的發展空間。
本文將從以下大綱，對無氟太陽電池背板材料作一介紹。
‧太陽能市況
‧太陽能背板種類與技術
‧非氟太陽能背板技術發展
‧背板技術優缺點
‧環保議題結論及討論
【內文精選】
太陽能市況
太陽能發電隨著價格競爭力及國際間綠色能源意識抬頭，太陽能產業得以發展迅速，加上各國政策補貼，許多國家政策也都專注在提升太陽能再生能源的比例。近10年的太陽能發展，從2006年全世界發電量總共才6 GW，到了2016年達到303 GW，發電量成長快50倍（如圖二），足見太陽能具大規模發展的潛力。
圖二、2006~2016年全球太陽能發電量303 GW
太陽能背板種類與技術
背板的製造依據不同結構的背板製程需求，有覆膠貼合製程(Lamination)、塗佈法(Coating)或熔融押出法(Coextrusion)等。單純以材料區分可分為含氟及非氟(Non-fluorine)的背板。含氟背板裡包含Lamination及Coating兩種背板產品。背板大致可分為三種：含氟材料加貼合技術複合型背板、含氟材料加塗佈技術及非氟材料技術。
太陽能背板中以杜邦率先開發出的聚氟乙烯樹脂薄膜Tedlar® PVF為主，一般簡稱Tedlar®，具有優異的抗紫外光、耐候性及絕緣性等。杜邦所開發的Tedlar®授權多家背板廠商使用，因此市面上超過50%以上的背板都是採用含氟的背板，未來20~30年後太陽能面板開始汰換後，廢棄面板中的含氟背板廢棄物對環境的衝擊，即將成為各國的棘手問題，如圖四所示。
圖四、太陽能裝設量與含氟背板HF關係
非氟太陽能背板技術發展
雖然含氟背板目前仍是主流產品，但不同訴求的背板產品也早已在市場上出現。如Isovoltaic、Coveme、Toray、Tomark-Worthen等公司的非氟背板產品PET系列或Polyamide系列，如表三。為了使非氟材料更加耐候，各材料廠皆推出更耐UV、耐水氣的材料，如Evonik推出太陽能背板用的Polyamide VESTAMID®，而日本Toray則推出耐水解PET，解決背板耐高溫/高濕的議題。
Tomark-Worthen發展的Polyamide系列經由共擠出成型技術，使用材料可以為兩種或三種，層數可以達兩層、三層、五層。經過共擠出的非氟背板相較於含氟背板Lamination，具有製程、材料的價格優勢。簡單一次共擠出成型，在各層材料界面間以熔融態擠出，經過滾輪後各層間緊密接合，如圖五。
而非氟材料Polyamide共擠出的背板完全不含溶劑，沒有汙染問題，製程簡單環保，因此不含氟化物的材料將來廢棄可回收，相當環保。反觀含氟背板廢棄後如果以一般燃燒廢棄物處理…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：關旻宗、王思淋、周文賢／工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」373期，更多資料請見下方附檔。