含氟光伏背板回收技术研究

北极星太阳能光伏网讯:1、前言

光伏背板作为直接与外界环境大面积接触的光伏封装材料，起着保护光伏组件中的电池片的作用，必须具有可靠的耐候性、水汽阻隔性、绝缘性，以保证光伏电池产品经受25年的环境考验。

（来源：微信公众号“光伏测试网”ID：TestPV）

由于含氟树脂在耐候性、抗UV性、阻燃性和抗腐蚀性等方面都具有明显优势，因此，含氟背板可以更好的保证光伏电池的户外使用可靠性，目前也只有含氟背板具有长期户外实证。目前市面上主流含氟背板使用的是氟系的PVF膜和PVDF膜。

随着光伏产业的高速发展，按照25年的使用寿命，光伏背板将相继进入报废期，假如没有及时和有力的回收，废弃在环境中的光伏背板会造成严重的环境污染问题。但众所周知，氟碳聚合物具有坚固的化学结构，通常的填埋甚至在千年内都无法降解该成分，如果焚烧，则会产生无色、有刺激性气味、有毒的氟化氢气体。因此，一些企业为了规避氟材料回收难的问题，尝试使用不含氟的背板，但其耐候性，长期户外使用的安全可靠性仍有待验证，这也是为什么含氟背板长期占领市场主流位置的原因。

那么，针对目前TPT结构含氟背板尚无有效回收方案与技术的现状，该如何抉择？若继续使用，将造成巨大的环境压力，直接影响光伏组件的绿色可持续发展；若放弃，能否找到可替代的含氟且可回收的光伏背板呢？

2、PVF与PVDF分别构成的背板

PVDF树脂与PVF树脂结构相近，由于PVDF的含氟量59%远大于PVF的41%，用于背板能更好的抵御日光降解，具有更好的耐候性、阻燃性等。

由PVF构成的背板最常见的是TPT （PVF/PET/ PVF）结构背板，由PVDF构成的背板最常见的是 PVDF/PET/PVDF、PVDF/PET/PE等。这两种氟材料构成的背板原材物料的基本物性情况如下表：

很明显，PET的熔点高于PVF的热分解温度，所以TPT(PVF/PET/ PVF)结构的背板无法采用一般热塑性塑料加工方法回收，这也解释了为什么目前业内对于TPT背板尚无有效的回收方案和技术。

PVDF/PET/PVDF、PVDF/PET/PE结构背板中各材料的分解温度均高于其最高熔点（255℃），且可加工温度范围较宽，适宜于一般热塑性塑料加工方法成型，可以采用直接再生利用技术进行回收。

3、GP系列可回收背板

GP系列背板（GPE、GPG等三层结构背板），其中，G指自主研发的氟合金膜GR-M02，P指PET基材，E指PE，可以采一般热塑性塑料加工方法成型，通过直接再生利用技术进行回收。

由于GP系列背板中主要成分PET(比重占70%以上)经热熔融时，可能发生水解或者热解造成分子量降低，综合性能变差。主要降解反应如下图：

因此，对GP系列背板边角料进行共混改性，使背板中PET与改性剂发生扩链反应，使PET分子量增加，抑制热解，提高综合性能；并在加工前对原料进行干燥处理，抑制水解。PET扩链反应机理如下图：

此外，改性剂的添加改善了PVDF与PET的相容性。未添加改性剂的造粒料表面粗糙，而添加了改性剂后的造粒料由于相容性更好了，表面更光滑。

4、回收料的应用

将GP系列背板，如边角料等，经破碎、改性挤出成粒子，再注塑成型，可注塑成管，环等，还可以改变颜色，更多更高附加值的产品还值得进一步开发。

5、结语

面对日益严格的安全环保要求，光伏企业只有做到兼顾材料的长期使用可靠性与绿色环保要求，才能真正实现光伏产业可持续发展。