EvA胶膜在太阳能行业应用

阻聚剂 抗氧剂 光稳定剂 硅烷偶联剂
EVA介绍
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不同的温度对EVA的交联度有比较大的影响，EVA的交联度直接影响到组 件的性能以及使用寿命。在熔融状态下,EVA与晶体硅太阳电池片，玻璃， TPT产生粘合，在这过程中既有物理也有化学的键合。未经改性的EVA透 明，柔软，有热熔粘合性，熔融温度低，熔融流动性好。但是其耐热性 较差，易延伸而低弹性，内聚强度低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩导 致晶体硅电池片碎裂，使得粘接脱层。因此通过采取化学交联的方式对 EVA进行改性，其方法就是在EVA中添加有机过氧化物交联剂，当EVA加 热到一定温度时，交联剂分解产生自由基，引发EVA分子之间的结合， 形成三维网状结构，导致EVA胶层交联固化，当交联度达到60%以上时能 承受大气的变化，基本上不再发生热胀冷缩。 测定交联度原理： 通过二甲苯萃取样品中未交联的EVA，剩下的未溶物就是已经交联的EVA， 假设样品总量为W1，未溶物的重量为W2，那么EVA的交联度就为 W2/W1*100%。
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透光率比较
21
透光率比较
22
组件比较
23
012010275871214707
21.0
45.01
5.446
183.60
36.13
5.081
74.90
0.960
130.50
012010275870974707
21.0
45.02
5.425
183.31
36.06
5.084
75.06
0.971
382.22
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老化前，透光率T% First＞T% STR＞T% Sanvic DH老化后，透光率T% First＞T% STR＞T% Sanvic TC老化后，透光率T% First＞T% STR＞T% Sanvic UV老化后，透光率T% First＞T% STR＞T% Sanvic
透光率比较
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透光率比较
7
EVA介绍
名称 对性能的影响
8
VA含量 分子量及分布
交联剂体系
VA含量越高，流动性越大，软化点越低，粘结性能越好，极性越大 分子量越高，流动性越差，整体力学性能越好
决定EVA的固化温度与固化时间。好的交联剂体系，可以降低气泡产 生可能性，同时残留的自由基少，减少不稳定因素 主要是用来延缓交联反应的时间，有利于抽真空时气泡的排除 提高EVA的抗氧化性能 提高EVA的耐紫外黄变，捕捉自由基，延缓EVA老化 提高EVA与玻璃的粘结强度
21.2
45.02
5.454
184.50
36.21
5.095
75.14
0.958
293.04
012010275870984707
21.3
45.08
5.426
183.48
36.11
5.082
75.01
0.968
429.02
012010275871224707
21.1
44.86
5.454
181.54
35.89
13
质量要求及来料检验
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d).交联度检验 (1)仪器装置及器具 容量为500ml到1000ml,24”磨口圆底烧瓶;带24”磨口的回流冷凝管; 配温度控制仪的电加热套或电加热油浴;真空烘箱;用0.125mm(120目) 不锈钢丝网,剪取80mm×40mm,对折成40mm正方形,两侧对折进6mm后 固定,制成顶端开口的袋. (2)试剂 二甲苯A.R级) (3)试样制备 取胶膜一块,将TPT/胶膜/胶膜/玻璃叠合后,按平时一次固化工艺固 化交联,（或者按厂家工艺要求固化交联）将已交联好的胶膜剪成小 碎片待用.
5.059
74.20
0.970
280.65
012010275871004707
21.1
45.05
5.412
182.66
36.32
5.029
74.92
0.963
278.90
Average
21.1
45.01
5.433
183.15
36.10
5.073
74.89
0.966
300.35
组件比较
24
012010275870964707
012010275871204707
21.1
45.04
5.445
182.35
35.98
5.069
74.36
0.978
225.38
012010275871234707
21.1
45.03
5.404
183.74
36.13
5.086
75.50
0.961
383.07
镀膜玻璃+STR
012010275870994707
EVA介绍
• 晶体硅太阳电池晶片若直接暴露于大气中,其光电转换机能会衰减。为此,采 用透明、耐光老化、粘接性好、能承受大气变幻而具弹性的胶层将电池片 组包封,并和上层保护材料玻璃、下层保护材料ＴＰＴ(聚氟乙烯复合膜)粘 合为一体,构成太阳电池组件。20世纪80年代前,国内外曾试用过液态硅树脂 和聚乙烯醇缩丁醛树脂片(ＰＶＢ)来制备此类胶粘剂。因价格高、施工条件 苛刻、物性不好而被淘汰。八十年代起国外研制ＥＶＡ胶膜,它是以ＥＶＡ 为基料,辅以数种改性剂,经成膜设备热轧成薄膜型产品。
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几种EVA老化前后透光率及黄变指数比较
玻璃/EVA/玻璃层压制成小样后进行热循环（TC200），高温高湿（DH1000），紫外 （UV1500）老化，测老化前后透光率的变化及老化后的黄变指数。 黄变指数YI值越小越好，在0~6之间，肉眼无法看出。
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几种EVA老化前后透光率及黄变指数比较
200-1200nm波长：
21.4
44.92
5.472
180.60
35.84
5.038
73.48
0.984
191.26
012010275871054707
21.3
44.89
5.476
181.08
35.86
5.049
73.67
0.982
145.94
012010275871064707
21.3
44.96
5.498
183.23
36.09
404.20
012010275871094707
21.5
45.00
5.456
183.18
36.13
EVA的功能
a). 封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响。
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b). 增强组件的透光性。 c). 将电池片，钢化玻璃，TPT粘接在一起，具有一定的粘接强度。
对EVA的性能要求
用作光伏组件封装的EVA，主要对以下几点性能提出要求: a). 熔融指数 影响EVA的融化速度。 b). 软化点 影响EVA开始软化的温度点。 c). 透光率 对于不同的光谱分布有不同的透过率，这里主要 指的是在AM1.5的光谱分布条件下的透过率。 d). 密度 交联后的密度。 e). 比热 交联后的比热，反映交联后的EVA吸收相同热量的 情况下温度升高数值的大小。 f). 热导率 交联后的热导率，反映交联后的EVA的热导性能。 g). 玻璃化温度 反映EVA的抗低温性能。
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EVA介绍
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晶体硅太阳电池囊封材料是EVA，英文名称为：Ethylene Vinyl Acetate， 它是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物 ，化学式结构如下：
（CH—CH2）—（CH2—CH2） | OCOCH3
EVA介绍
乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）是最主要的乙烯共聚物之一。按共 聚物中醋酸乙烯的含量来分，其主要品种可分为两大类，即产品 中醋酸乙烯(VA)含量大约为5％～40％(质量分数)，称之为EVA； 高于40％的称之为醋酸乙烯-乙烯共聚物（VAE）。 EVA树脂用途广泛，一般情况下，醋酸乙烯含量在5%以下的EVA， 其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等；醋酸乙 烯含量在5%~10%的EVA产品为弹性薄膜等；醋酸乙烯含量在20~28% 的EVA，主要用于热熔粘合剂和涂层制品；醋酸乙烯含量在5%~45%， 主要产品为薄膜（包括农用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，发 泡制品，热熔粘合剂等。
质量要求及来料检验
a). 外观检验:EVA表面无折痕、无污点、平整、半透明、无污迹、 压花清晰。 b).用精度0.01mm测厚仪测定,在幅度方向至少测五点,取平均值,厚 度符合协定厚度，允许公差为±0.03mm。用精度1mm的钢尺测定, 幅度符合协定尺寸,允许公差为±2-3.0mm。 c).透光率检验 (1)取胶膜尺寸为50mm×50mm,用50mm×50mm×1mm的载玻玻璃,以玻 璃/胶膜/玻璃三层叠合。 (2)将上述样品置于层压机内,加热到100℃,抽真空5min,然后加压 0.5Mpa,保持5min;再放入固化箱中,按产品要求的固化温度和时间 进行交联固化,然后取出冷却至室温。 (3)按GB2410规定进行检验。
质量要求及来料检验
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(4)检验步骤 将不锈钢丝网袋洗净、烘干、称重为W1(精确到0.01g). 取试样1g±0.01g,放入不锈钢丝网袋中,称重为W2(精确到0.01g). 封住袋口作成试样包,并称重为W3(精确到0.01g). 试样包用细铁丝悬吊在回流冷凝管下的烧瓶中,烧瓶内加入1/2二 甲苯溶剂,加热到140℃左右,溶剂沸腾回流4～6小时 ,回流速度保持 20滴/分～40滴/分. 冷却取出试样包,悬挂除去溶剂液滴,然后放入真空烘箱内,温度控 制在140℃,真空度为0.08Mpa,干燥3小时,完全除去溶剂. 将试样包从真空烘箱内取出,放置干燥器中冷却20min后,取出称重 为W4(精确到0.01g) ，结果计算： C=[1-（W3-W4）/（W2-W1）]×100 式中:C—交联度(%) W1—空袋重量(g) W2—装有试样的袋重(g) W3—试样包重(g) W4—经溶剂萃取和干燥后的试样包重(g).
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EVA介绍
• 太阳电池用EVA是一种热融粘合剂，常温下无粘性而具抗粘性，以便操作， 经过一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化，并变的完全透明，固化后 的胶膜有相当高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能。 长期的实践证明：它在太阳电池封装与户外使用均获得相当满意的效果。
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EVA介绍
固化后的EVA能承受大气变化且具有弹性，它将晶体硅电池片组“上 盖下垫”，将晶体硅电池片组包封，并和上层保护材料玻璃，下层 保护材料TPT（聚氟乙烯复合膜），利用真空层压技术粘合为一体。
质量要求及来料检验
e)剥离强度检验 (1)取两块尺寸为300mm×20mm胶膜作为试样,分别按TPT/胶膜/胶膜/ 玻璃叠合. (2)按平时一次固化工艺进行固化. (3)按GB/T2790规定进行检验. f)耐紫外光老化检验 将胶膜放置于老化箱内连续照射100h后,目测对比. g)均匀度检验 取相同尺寸的10张胶膜进行称重,然后对比每张胶膜的重量,最大与 最小之间不得超过1.5%
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对EVA的性能要求
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h). 断裂张力强度 交联后的EVA断裂张力强度，反映了EVA交联 后的抗断裂机械强度。 i). 断裂延长率 交联后的EVA断裂延长率，反映了EVA交联后的延伸 性能。 j). 张力系数 交联后的EVA张力系数，反映了EVA交联后的张力大小。 k). 吸水性 直接影响其对电池片的密封性能。 l). 交连率 EVA的交联度直接影响到它的抗渗水性。 m). 剥离强度 反映了EVA与玻璃的粘接强度。 n). 耐紫外光老化 影响到组件的户外使用寿命。 o). 耐热老化 影响到组件的户外使用寿命。 p). 耐低温环境老化 影响到组件的户外使用寿命。 r). 热收缩率 影响组件生产工艺过程。 s).可见杂质和异物 影响组件生产工艺过程。 t). VA含量 醋酸乙烯脂的含量
5.077
74.12
0.970
209.23
012010275871074707
21.6
45.04
5.474
183.65
36.16
5.079
74.49
0.961
191.31
镀膜玻璃+Sanvic
012010275871084707
21.5
45.03
5.412
183.70
36.16
5.080
75.38
0.961
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EVA介绍
另一方面，它和玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用， 并对太阳电池组件的输出有增益作用。 EVA厚度在0.4mm～0.6mm之间，表面平整，厚度均匀，内含交联剂， 能在150℃左右固化温度下交联，采用挤压成型工艺形成稳定胶层。 生产方法有两种：压延法和流延法。
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EVA介绍
按固化时间分，EVA主要有两种：①快速固化 ②常规固化，不同的 EVA层压过程有所不同。 采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.4－0.6mm的EVA膜 层作为太阳电池的密封剂，使它和玻璃、TPT之间密封粘接。 用于封装硅太阳电池组件的EVA，主要根据透光性能和耐侯性能进行 选择。