低碳高效益太陽能複合背板：材料世界網

王麗菁 / 工研院材化所

工研院開發低碳高效益太陽能複合背板材料及太陽光電模組背板材料塗佈技術，符合台灣高溫、高濕及高腐蝕地理環境之需求，建立國內太陽光電模組國產背板供應鏈永續循環模式，未來回收時可將整個背板粉碎後重新填回PET材料使用，不僅較無毒亦具綠色環保效益。低碳高效益太陽能複合背板之耐候性保護層，已通過精密連續塗佈製程驗證，封裝製成雙面背板模組符合IEC 61215認證標準驗證，經DH 1,000 hr、UV 15 kWh/m²、TC 200 hr測試，功率耗損皆小於5%。

【內文精選】

太陽光電背板市場發展趨勢

提高太陽光電模組的效率、降低其成本、延長產品壽命及提升可靠度一直是模組技術發展的目標。目前提升效率的方法，一方面是通過優化結構來提高電池效率，進而提高模組效率；另一方面則是通過改善模組的材料及製作技術，來達到提高效率的目的。隨著太陽光電市場規模擴大，各種技術產品因應而生。自2019年起，電池片版型改變驅動模組端的技術發展多樣化，包含半片、雙面電池、雙面玻璃、多主柵、疊片、疊焊、拼片及大尺寸等多樣化技術疊加，使得最終模組產品的輸出功率相較於2018年增加5~10 W。市場機制決定了模組技術的發展，標準化已成歷史，未來模組的發電性價比將被優先考量，高性價比、高可靠度的產品，將享有更大的市場。

低碳高效益太陽能複合背板

太陽光電模組之背板需具備保護太陽電池、EVA(乙烯醋酸乙烯酯)的功能，並具耐候性，如對抗UV、高溫高濕衝擊、濕冷凍、抗張強度，並與EVA封裝材有很好的接著力、阻絕水氣及氧氣的滲透能力、同時能抵抗外力的撞擊。低碳高效益太陽能複合背板為太陽光電模組中相當重要的封裝材料之一。

1. 雙面型電池太陽光電模組

有別於一般太陽能電池，雙面型電池(Bifacial Solar Cell)背面可以吸收來自背面漫射與反射光的太陽光而發電，增加發電量貢獻約為單面的20%~30%，能源利用率極高，可降低系統裝置成本(Balance of System; BOS)，參考如圖一所示。

圖一、雙面型電池太陽光電模組其背面可以吸收來自背面漫射與反射光的太陽光而發電，增加發電量貢獻約為單面的20%~30%

低碳高效益太陽能複合背板可使用材料概況

太陽光電模組之背板依據不同結構的製程需求，有覆膠貼合製程(Lamination)、塗佈法(Coating)或熔融押出法(Coextrusion)等。若按材料特性來劃分，目前市場上太陽光電模組之背板主要分為有機高分子類和無機物類，有機高分子類包括雙面含氟、單面含氟和不含氟(Non-fluorine)三類，無機物類主要為玻璃背板。目前含氟材料仍是背板的首選，其結構高度穩定，具有比一般材料更耐化學侵蝕、耐光輻照破壞、耐氧老化的優點，應用在太陽能背板上比一般材料更耐日光長期曝曬。背板一般為雙面含氟的複合型背板，有PVDF(聚偏二氟乙烯)/PET/PVDF三層結構：外層保護層PVDF具有良好的抗環境侵蝕能力；中間層為PET聚酯薄膜具有良好的絕緣性能；內層PVDF和EVA具有良好的黏接性能，若黏著劑品質和加工技術不佳，容易造成PVDF層與PET基材的層間剝離。

工研院開發之低碳高效益太陽能複合背板技術

工研院材料與化工研究所開發低碳高效益太陽能複合透明背板技術，透過抗紫外線配方調控與導入表層散射粒子增加膜材穿透性，成功開發出含有紫外光吸收劑與高安定性的耐候型樹脂材料，作為複合透明背板之耐候性保護層。

開發低碳高效益太陽能複合背板之耐候性保護層，以耐候塗層搭配光學模擬設計，將樹脂與特定粒徑之散射粒子以不同濃度進行混摻，提升複合背板穿透率與入射光擴散均勻，提升太陽能電池效率。藉由散射粒子的導入，整體穿透率高於93%，加上抗紫外線配方設計，使太陽能複合背板優於國外商品之光學特性，顯現低碳高效益之低碳背板優勢。之後進行連續製膜，以低碳高效益太陽能複合背板材料配方調控，經過材料混和攪拌、塗液真空脫泡與進管線前過濾等塗膜準備工作後，進行小幅寬(60 mm)與大幅寬(1,080 mm)連續精密塗佈塗膜驗證。驗證結果顯示：複合背板光學穿透度92.58% (>90%)；M6半切雙面背板模組依據IEC 61215認證標準進行測試，DH 1,000 hr測試之功率耗損(Power Loss)為-3.28% (≦5%)、UV 15 kWh/m²測試之功率耗損為-0.24% (≦5%)、TC 200 hr測試之功率耗損為-0.44% (≦5%)(圖九) ---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。