(CH2—CH2)—(CH—CH2)
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EVA是一種熱融膠粘劑,常溫下無粘性而具抗粘性,以便操作,經(jīng)過一定條件熱壓便發(fā)生熔融粘接與交聯(lián)固化,并變的完全透明,長期的實踐證明:它在太陽電池封裝與戶外使用均獲得相當滿意的效果。
固化后的EVA能承受大氣變化且具有彈性,它將晶體硅片組“上蓋下墊”,將硅晶片組包封,并和上層保護材料玻璃,下層保護材料TPT(聚氟乙烯復(fù)合膜),利用真空層壓技術(shù)粘合為一體。
另一方面,它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率,起著增透的作用,并對太陽電池組件的輸出有增益作用。
EVA厚度在0.4mm~0.6mm之間,表面平整,厚度均勻,內(nèi)含交聯(lián)劑,能在150℃固化溫度下交聯(lián),采用擠壓成型工藝形成穩(wěn)定膠層。
EVA主要有兩種: ①快速固化 ②常規(guī)固化,不同的EVA層壓過程有所不同 采用加有抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的厚度為0.4mm的EVA膜層作為太陽電池的密封劑,使它和玻璃、TPT之間密封粘接。
用于封裝硅太陽能電池組件的EVA,主要根據(jù)透光性能和耐侯性能進行選擇。
1. 原理 EVA具有優(yōu)良的柔韌性,耐沖擊性,彈性,光學透明性,低溫繞曲性,黏著性,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性,耐侯性,耐化學藥品性,熱密封性。 EVA的性能主要取決于分子量(用熔融指數(shù)MI表示)和醋酸乙烯脂(以VA表示)的含量。當MI一定時,VA的彈性,柔軟性,粘結(jié)性,相溶性和透明性提高,VA的含量降低,則接近聚乙烯的性能。當VA含量一定時,MI降低則軟化點下降,而加工性和表面光澤改善,但是強度降低,分子量增大,可提高耐沖擊性和應(yīng)力開裂性。
不同的溫度對EVA的膠聯(lián)度有比較大的影響,EVA的膠聯(lián)度直接影響到組件的性能以及使用壽命。在熔融狀態(tài)下,EVA與晶體硅太陽電池片,玻璃,TPT產(chǎn)生粘合,在這過程中既有物理也有化學的鍵合。未經(jīng)改性的EVA透明,柔軟,有熱熔粘合性,熔融溫度低,熔融流動性好。但是其耐熱性較差,易延伸而低彈性,內(nèi)聚強度低而抗蠕變性差,易產(chǎn)生熱脹冷縮導致晶片碎裂,使得粘接脫層。因此通過采取化學膠聯(lián)的方式對EVA進行改性,其方法就是在EVA中添加有機過氧化物交聯(lián)劑,當EVA加熱到一定溫度時,交聯(lián)劑分解產(chǎn)生自由基,引發(fā)EVA分子之間的結(jié)合,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),導致EVA膠層交聯(lián)固化,當膠聯(lián)度達到60%以上時能承受大氣的變化,不再發(fā)生熱脹冷縮。
測定膠聯(lián)度原理:通過二萃取樣品中未膠聯(lián)的EVA,剩下的未溶物就是已經(jīng)膠聯(lián)的EVA,假設(shè)樣品總量為W1,未溶物的重量為W2,那么EVA的膠聯(lián)度就為W2/W1*。
2. 功能介紹
a). 封裝電池片,防止外界環(huán)境對電池片的電性能造成影響。
b). 增強組件的透光性。
c). 將電池片,鋼化玻璃,TPT粘接在一起,具有一定的粘接強度。
3. 材料介紹 用作光伏組件封裝的EVA,主要對以下幾點性能提出要求
a). 熔融指數(shù) 影響EVA的融化速度。
b). 軟化點 影響EVA開始軟化的溫度點。
c). 透光率 對于不同的光譜分布有不同的透過率,這里主要指的是在AM1.5的光譜分布條件下的透過率。
d). 密度 膠聯(lián)后的密度。
e). 比熱 膠聯(lián)后的比熱,反映膠聯(lián)后的EVA吸收相同熱量的情況下溫度升高數(shù)值的大小。
f). 熱導率 膠聯(lián)后的熱導率,反映膠聯(lián)后的EVA的熱導性能。
g). 玻璃化溫度 反映EVA的抗低溫性能。
h). 斷裂張力強度 膠聯(lián)后的EVA斷裂張力強度,反映了EVA膠聯(lián)后的抗斷裂機械強度。
i). 斷裂延長率 膠聯(lián)后的EVA斷裂延長率,反映了EVA膠聯(lián)后的延伸性能。
j). 張力系數(shù) 膠聯(lián)后的EVA張力系數(shù),反映了EVA膠聯(lián)后的張力大小。
k). 吸水性 直接影響其對電池片的密封性能。
l). 膠連率 EVA的膠聯(lián)度直接影響到它的抗?jié)B水性。
m). 剝離強度 反映了EVA與玻璃的粘接強度。
n). 耐紫外光老化:影響到組件的戶外使用壽命。
o). 耐熱老化 : 影響到組件的戶外使用壽命
p). 耐低溫環(huán)境老化: 影響到組件的戶外使用壽命
4. 質(zhì)量要求及來料檢驗
a). 外觀檢驗:EVA表面無折痕、無污點、平整、半透明、無污跡、壓花清晰。
b).用精度0.01mm測厚儀測定,在幅度方向至少測五點,取平均值,厚度符合協(xié)定厚度,允許公差為±0.03mm. 用精度1mm的鋼尺測定, 幅度符合協(xié)定厚度,允許公差為±3.0mm.
c).透光率檢驗 (1)取膠膜尺寸為50mm×50mm,用50mm×50mm×1mm的載玻玻璃,以玻璃/膠膜/玻璃三層疊合. (2)將上述樣品置于層壓機內(nèi),加熱到100℃,抽真空5min,然后加壓0.5Mpa,保持5min;再放入固化箱中,按產(chǎn)品要求的固化溫度和時間進行交聯(lián)固化,然后取出冷卻至室溫.(3)按GB2410規(guī)定進行檢驗.
d).交聯(lián)度檢驗 (1)儀器裝置及器具 容量為500ml到1000ml,24”磨口圓底燒瓶;帶24”磨口的回流冷凝管;配溫度控制儀的電加熱套或電加熱油浴;真空烘箱;用0.125mm(120目)不銹鋼絲網(wǎng),剪取80mm×40mm,對折成40mm正方形,兩側(cè)對折進6mm后固定,制成頂端開口的袋. (2)試劑 二A.R級) (3)試樣制備 取膠膜一塊,將TPT/膠膜/膠膜/玻璃疊合后,按平時一次固化工藝固化交聯(lián),(或者按廠家工藝要求固化交聯(lián))將已交聯(lián)好的膠膜剪成小碎片待用. (4)檢驗步驟 l 將不銹鋼絲網(wǎng)袋洗凈、烘干、稱重為W1(精確到0.01g). l 取試樣0.5g±0.01g,放入不銹鋼絲網(wǎng)袋中,稱重為W2(精確到0.01g). l 封住袋口作成試樣包,并稱重為W3(精確到0.01g). l 試樣包用細鐵絲懸吊在回流冷凝管下的燒瓶中,燒瓶內(nèi)加入1/2二溶劑,加熱到140℃左右,溶劑沸騰回流5h~6h時 ,回流速度保持20滴/分~40滴/分.
l 冷卻取出試樣包,懸掛除去溶劑液滴,然后放入真空烘箱內(nèi),溫度控制在140℃,真空度為0.08Mpa,干燥3h,完全除去溶劑. l 將試樣包從真空烘箱內(nèi)取出,放置干燥器中冷卻20min后,取出稱重為W4(精確到0.01g)
l 結(jié)果計算 C=[1-(W3-W4)/(W2-W1)]×100 式中:
C—交聯(lián)度(%)
W1—空袋重量(g)
W2—裝有試樣的袋重(g)
W3—試樣包重(g)
W4—經(jīng)溶劑萃取和干燥后的試樣包重(g).
e)剝離強度檢驗
(1)取兩塊尺寸為300mm×20mm膠膜作為試樣,分別按TPT/膠膜/膠膜/玻璃疊合.
(2)按平時一次固化工藝進行固化.
(3)按GB/T2790規(guī)定進行檢驗.
f)耐紫外光老化檢驗 將膠膜放置于老化箱內(nèi)連續(xù)照射100h后,目測對比.
g)均勻度檢驗取相同尺寸的10張膠膜進行稱重,然后對比每張膠膜的重量,大與小之間不得超過1.5%
5檢驗規(guī)則
按廠家出廠批號進行樣品抽檢,第4章內(nèi)容全檢,有一項不符合檢驗要求,對該批號產(chǎn)品進行全檢,如果仍有不符合第4章d)、e)、g)相關(guān)檢驗要求的,判定該批次為不合格來料.
TPT檢驗標準 1功能介紹 TPT(聚氟乙烯復(fù)合膜),用在組件背面,作為背面保護封裝材料。厚度0.17mm,縱向收縮率不大于1.5%,用于封裝的TPT至少應(yīng)該有三層結(jié)構(gòu):
外層保護層PVF具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力,中間層為聚脂薄膜具有良好的絕緣性能,內(nèi)層PVF需經(jīng)表面處理和EVA具有良好的粘接性能。封裝用Tedlar必須保持清潔,不得沾污或受潮,特別是內(nèi)層不得用手指直接接觸,以免影響EVA的粘接強度。太陽電池的背面覆蓋物—氟塑料膜為白色,對陽光起反射作用,因此對組件的效率略有提高,并因其具有較高的紅外發(fā)射率,還可降低組件的工作溫度,也有利于提高組件的效率。當然,此氟塑料膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。
1) 增強組件的抗?jié)B水性。
2) 對于白色背板TPT,還有一種效果就是對入射到組件內(nèi)部的光進行散射,提高組件吸收光的效率。
2.質(zhì)量要求及來料檢驗
a). 外觀檢驗:抽檢TPT表面無褶皺,無明顯劃傷。
b).用精度0.01mm測厚儀測定,在幅度方向至少測五點,取平均值,厚度符合協(xié)定厚度,允許公差為±0.03mm. 用精度1mm的鋼尺測定, 幅度符合協(xié)定厚度,允許公差為±3.0mm.
C).抗拉強度,縱向≥170N/10mm,橫向≥170N/mm.
d).抗撕裂強度,縱向≥140N/mm, 橫向≥140N/mm.
e). 層間剝落強度, 縱向≥4N/cm, 橫向≥4N/cm.
f). EVA-剝落強度, 縱向≥20N/cm, 橫向≥20N/cm.
g). 尺寸穩(wěn)定性0.5h 150。C, 縱向≤2%, 橫向≤1.25%
3.檢驗規(guī)則按廠家出廠批號進行樣品抽檢,第2章內(nèi)容全檢,有一項不符合檢驗要求,對該批號產(chǎn)品進行全檢,如果仍有不符合第2章a)、f)相關(guān)檢驗要求的,判定該批次為不合格來料。
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