背板圍城

2004年，隨著德國政府率先出臺光伏發(fā)電FIT補貼政策，全球光伏產(chǎn)業(yè)迎來投資熱潮。促使各種材料、設(shè)備成為業(yè)界熱議的話題和投資的熱點。當(dāng)時趙若斐博士剛剛進(jìn)入全球化學(xué)巨頭光伏材料領(lǐng)導(dǎo)者企業(yè)杜邦公司從事相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)工作。在太陽能電池組件中背板一直是除硅片以外最重要和關(guān)鍵的材料。背板起到對組件提供老化保護(hù)、絕緣和阻水的作用，確保組件戶外超過25年的發(fā)電使用壽命，影響組件的發(fā)電功率和效率衰減，所以背板在很大程度上影響光伏的度電成本。 

傳統(tǒng)的背板類型有兩大類，即含氟聚合物的如TPT、KPK、TPE、KPE結(jié)構(gòu)背板和全PET結(jié)構(gòu)的背板。具體而言，又細(xì)分成雙層氟膜、單層氟膜、氟碳涂料、無氟結(jié)構(gòu)背板。這些背板材料都必須采用膠水復(fù)合工藝。不僅如此，由于含氟背板含有鹵族元素，在組件到達(dá)使用年限后若通過焚燒處理會產(chǎn)生氟化氫等毒性氣體。如采用掩埋方式，因背板化學(xué)結(jié)構(gòu)牢固，至少1000年以內(nèi)都無法降解。改用其他方式，氟同樣很難完美處理。

此前，我們的電站安裝在戈壁或者荒漠，使用這樣的背板問題不大。但是在我們?nèi)巳好芗牡貐^(qū)，在城市、在屋頂、在學(xué)校、在醫(yī)院、在農(nóng)田，是存在潛在的風(fēng)險的。未來25年以后如何回收，這成為一直以來困擾趙若斐的難題之一。為破解相關(guān)難題，當(dāng)時世界最早從事光伏背板業(yè)務(wù)之一的ISOVOLTAIC伊索沃爾塔公司嘗試一種3層PA（尼龍）結(jié)構(gòu)新型背板材料試圖解決含氟背板在回收時或者發(fā)生意外火災(zāi)后產(chǎn)生的隱患問題，但試驗結(jié)果表明這種三層尼龍結(jié)構(gòu)的背板在戶外耐老化性能和透水率存在明顯弊端，ISOVOLTAIC探索宣告失敗。

研發(fā)的“持久戰(zhàn)”

5年前，已是杜邦中國技術(shù)中心研發(fā)負(fù)責(zé)人的趙若斐，毅然放棄令常人羨慕的世界500強工作，投入到新型背板材料的研發(fā)中，并創(chuàng)立尚善公司。創(chuàng)立之初，他給研發(fā)團(tuán)隊定了個硬指標(biāo)“高可靠和環(huán)保”缺一不可。眾所周知，越是簡單的需求，越不容易達(dá)到，在否決了傳統(tǒng)的背板產(chǎn)品路線后，尚善開始尋找新的突破口，憑借從事多年高分子材料研究的經(jīng)驗及以往研發(fā)包裝材料中的靈感，尚善確立了全新的共擠技術(shù)路線工藝。

光伏背板

趙若斐介紹，聚合物多層包裝材料最多可以有9層結(jié)構(gòu)，通過共擠技術(shù)來制備，光伏背板只需要3層，不過光伏組件要經(jīng)受長達(dá)25年的戶外環(huán)境考驗，要滿足諸多如耐紫外、耐濕熱等苛刻條件，所以對于這3層的材料選擇和加工尤為重要。“就像一名廚師，一個菜譜的開發(fā)，需要解決很多問題與挑戰(zhàn)，并且只有親自實驗，優(yōu)化篩選，反復(fù)驗證，才能優(yōu)中選優(yōu)。

材料的選擇與實驗過程是漫長的，面對一次一次的失敗與問題，趙若斐同其他創(chuàng)業(yè)者一樣內(nèi)心也曾煎熬過。但又覺得這是一個機會，如果克服了它，就跨出了一步。當(dāng)克服了一次問題，兩次問題，三次問題，四次問題后，問題便不是問題，每一次遇到問題，都是一次進(jìn)一步認(rèn)識和把產(chǎn)品做得完美的機會。趙若斐說：“傳統(tǒng)的復(fù)合型背板，是先單獨做成三種薄膜，再通過膠水復(fù)合工藝復(fù)合成一張薄膜單獨做一張膜，好做。而通過多層共擠的技術(shù)同時把三種材料，一次性做成三層薄膜并直接粘結(jié)為一體，而且要很完整，難度非常大，一開始我們做出來，缺陷很多，大家很失望。但我找出火柴盒這么大一塊好的，沒有缺陷。我就告訴大家，你們看到了，有一塊火柴盒這么大的能做好，我們整張的就能做好，我說做吧。就是這樣。后來我們經(jīng)過一次一次的試驗，找出它缺陷的原因，再一次一次的深入理解和改進(jìn)，最終把整張薄膜全部做好，完全沒有缺陷。。”終于，功夫不負(fù)有心人，歷時3年研發(fā)，經(jīng)歷千百次實驗，尚善的3層共擠產(chǎn)品成功了。APE背板成為尚善新材料全球首創(chuàng)的環(huán)保背板材料。具有不含氟材料，燃燒不會產(chǎn)生劇毒的氟化氫氣體，不使用有機溶劑熱固性膠水，易于回收利用等優(yōu)點。

具體來說，APE背板材料外層是白色耐候的尼龍12膜，具備綜合的、優(yōu)良的耐候性。中間層是改性的高分子材料合金，比傳統(tǒng)的PET中間層長期耐水解和水汽阻隔性能顯著改進(jìn)，并有優(yōu)異的電氣絕緣性能；與組件中EVA封裝膠膜的貼合層采用改性的聚烯烴材料，與EVA可以形成很好的粘合效果，也具備很高的耐紫外輻照老化性能。

對一般企業(yè)來說，產(chǎn)品出來了，應(yīng)該馬上找到銷路狠狠的賺上一筆才對。但尚善團(tuán)隊并沒有這么做，喜愛研究毛澤東軍事理論的趙若斐認(rèn)為，光伏25年的系統(tǒng)生命周期，就是一場持久戰(zhàn)，背板材料的優(yōu)劣直接關(guān)系到業(yè)主的投資穩(wěn)定。，對于曾經(jīng)多年服務(wù)于GE、杜邦企業(yè)的趙若斐來說，高可靠性基因已深入尚善團(tuán)隊。為此，在背板產(chǎn)品的研發(fā)測試過程中，對產(chǎn)品的可靠性反復(fù)測試，堅持改進(jìn)和優(yōu)化，追求最高的可靠性和完美的綜合耐老化性能還與國內(nèi)外的認(rèn)證測試機構(gòu)以及國內(nèi)眾多的組件企業(yè)技術(shù)人員交流，有關(guān)背板的測試認(rèn)證方法、反復(fù)驗證產(chǎn)品性能。經(jīng)過長達(dá)3年的反復(fù)測試和多次的改進(jìn)直至近乎完美，保證產(chǎn)品可靠性、無缺陷、自信、完美地呈現(xiàn)在用戶手中。

檢驗重斧 開創(chuàng)材料領(lǐng)跑者

TPT與TPE之所以成為主流的光伏背板材料必然有著獨特的優(yōu)勢，例如TPT背板的氟膜杜邦的Tedlar薄膜在抗紫外方面獨特優(yōu)勢，但是不是環(huán)保的材料；而中間層PET材料具有優(yōu)秀的絕緣性能，但是阻水性能較差，耐水解性能也較差，背板的失效并帶來組件的失效，主要原因之一是中間層PET不阻水和不耐水解導(dǎo)致的。所以目前傳統(tǒng)的背板，存在“痛點”，很多企業(yè)都想創(chuàng)新研發(fā)更完美的材料，無疑趙若斐是這支創(chuàng)新大軍中的幸運兒，開發(fā)成功了APE背板。為了印證APE材料的領(lǐng)先性，尚善選擇了近乎苛刻的認(rèn)證實驗方式。

很多光伏同仁對光伏電池組件中“雙85”認(rèn)證并不陌生，即在絕對溫度85℃與絕對濕度85%環(huán)境下，進(jìn)行連續(xù)測試96小時。據(jù)報告顯示在“雙85”濕熱老化實驗中同比氟膜復(fù)合型背板的1500小時，尚善達(dá)到3000小時。PCT加速老化性實驗中同比傳統(tǒng)氟膜材料48小時，尚善達(dá)到192小時。在耐紫外老化性能實驗中尚善APE背板可承受330kwh紫外輻照不老化，在耐紫外方面完全可以媲美、甚至超越氟材料薄膜。為了更進(jìn)一步驗證產(chǎn)品，尚善建議材料“領(lǐng)跑者”采用“雙95” 測試的濕熱老化測試。在溫度95℃與絕對濕度95%環(huán)境下進(jìn)行實驗3000小時實驗，結(jié)果證明APE經(jīng)受住了最嚴(yán)酷的濕熱老化考驗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)復(fù)合型背板。對于絕緣性能，尚善還提出1200V與1500V電壓實驗，均大幅高于同類標(biāo)準(zhǔn)。除上述在可靠性方面，尚善APE背板因為具備更高的反光率同比相關(guān)材料可提升0.5%功率，為降低光伏系統(tǒng)成本貢獻(xiàn)力量。

3年時間內(nèi)，經(jīng)過了一系列測試驗證了APE背板具有高耐水解性能、高耐紫外老化性能，高絕緣性能、高反光率、高阻水率、高耐風(fēng)沙性，能夠顯著提升光伏組件戶外可靠性，發(fā)電功率、降低蝸牛紋和PID效應(yīng)。并拿到了權(quán)威的VDE、德國TUV萊茵、德國TUV南德、ETL、日本JET、美國UL、中國之力檢驗中心CQC等機構(gòu)認(rèn)證，并被國家光伏質(zhì)檢中心認(rèn)定為最高4A等級產(chǎn)品。截止目前尚善已申請發(fā)明專利20余項，其中國內(nèi)發(fā)明專利18項，國際PCT發(fā)明專利2項，已經(jīng)取得發(fā)明專利授權(quán)7項。

牽手世界500強

2016年3月，世界500強企業(yè)荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)宣布與中國背板生產(chǎn)商——蘇州尚善新材料科技有限公司建立商務(wù)聯(lián)盟。根據(jù)協(xié)議，帝斯曼將負(fù)責(zé)除中國地區(qū)外尚善APE背板材料的獨家代理，同時兩家公司將為中國區(qū)的客戶提供聯(lián)合經(jīng)營服務(wù)。擁有110多年歷史的荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)，在全球范圍內(nèi)活躍于健康、營養(yǎng)和材料領(lǐng)域。在全球有200多個機構(gòu)和超過2.35萬名員。該協(xié)議的簽署對中國背板企業(yè)乃至相關(guān)產(chǎn)業(yè)來說具有劃時代意義。因為，此前都是我們代理海外品牌，而在材料屆能讓世界500強企業(yè)代理中國產(chǎn)品還是頭一遭。

趙若斐博士正值不惑之年。創(chuàng)業(yè)5年他的團(tuán)隊始終堅守“尚善”成立之初的文化寓意。即尚善若水或明代大思想家王明陽的 “無善無惡心之體、有善有惡意之動、知善知惡是良知、為善去惡是格物“的思想。面對背板行業(yè)規(guī)模從30GW升至70GW規(guī)模產(chǎn)值超百億元，趙若斐告訴筆者尚善團(tuán)隊崇尚“知行合一，不忘初心”，始終追求盡善盡美，太陽能發(fā)電綠色環(huán)保，尚善背板讓太陽能發(fā)電更加環(huán)保，不為追求利益產(chǎn)業(yè)規(guī)模而犧牲環(huán)保和質(zhì)量。目前，尚善產(chǎn)能2GW，相對很多同行市場占有率不高，但至今保持產(chǎn)品零投訴。而對于未來，它們相信只有時間才是驗證可靠性和環(huán)保最公正的法官。

人物背景：

趙若斐博士，畢業(yè)于華東理工大學(xué)，蘇州尚善新材料科技有限公司總經(jīng)理，江蘇省“雙創(chuàng)”領(lǐng)軍人才，華東理工大學(xué)客座教授、中國可再生能源學(xué)會特聘專家，個人擁有發(fā)明專利20余項，學(xué)術(shù)論文20余篇。具有十多年光伏行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，作為蘇州尚善新材料科技有限公司創(chuàng)始人，完成了高性能太陽能背板的開發(fā)工作，該背板為國家光伏質(zhì)檢中心4A認(rèn)證產(chǎn)品，具有可靠性優(yōu)異、高反光、高絕緣、高阻水、高耐風(fēng)沙、環(huán)保可回收的特點。