光伏薄膜用材料及模具设计研发进展
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你 需 要 从模 具 设 计 师 哪里 得 到启 发 。
名 的建 筑 物 。这 些材 料 的透 明 性 ，耐
候 性 ，可焊 性 ，重量 轻 等 给 设 计 者提 供 了可 行 的方 案 设 计选 择 。
末 端 的 气 隙 。熔 体破 裂 影 响 到 薄 膜 的 表 面质 量 以及 薄 膜 的光 学 性 能 。 从 毛 细 管 流变 仪 观 察 到 熔 体 破 裂
称 Ｉ 剪 切 应 力） 时其 发 生 融 化 断 裂 临界
趋 势 。 熔 体 破 裂 是 一 个 不 稳 定 流 动 的 形 式 ，发生 在 在 流道 初 始 位 置 和 模 口
破 坏 能力 。聚偏 氯 乙烯 已经 应 用 于光 伏 工程 ，本 文 将讨 论 光 伏 产 品 市 场上 使 用 的材 料 ，因为 这 些 材 料 要 求特 殊 的挤 压 技 术 进 行有 效 的处 理 ，将 给 出
■ 颜干 编 才 译 使 用 色母 料 碰 到最 大 的 困难 也 许 是 如何 把 它适 当地 添 加 到 材 料 中 。本 文 中关 注 两 个 主要 因素 ，分 别 是 用于 生 产 色 母 的载 体 树 脂 及 其分 子 量 ，而 它 们往 往 是 不 能 由购 买 色 母 料 的公 司所 能 决 定的。
加 色母 ， 最 终 的 混合 物 中 ， 体 树脂 在 载 的含 量 占 １ ％～３ ％或 以上 。 这样 一 来就 使 它 成为 了添 加剂 系列 中含 量 最 大 的
一
样 ， 聚 甲醛 共 聚 物 可 作 为 载 体 树 脂 用
在 聚 甲醛 均 聚 物 上 ，Ｓ ＡＮ 也 可 作 为
应该 注 意 一 些细 节 。具体 来 说 ， 载体 树 脂 和 基 体 树 脂 应 该 是 具 有 化 学 相 容 性 。而最 好 的办 法 就 是选 择 与 被 填 充 的基 体树 脂 是相 同类 型 的聚 合 物 。 在 这 些 规 则 中存 在 一 定 的适 用 范
围 。 例 如 ， 可 把 尼 龙 ６作 为 载 体 树 脂 应用在 尼龙 ６ 或尼龙 ４ ６ ６的 着 色 上 。 这 些 尼 龙 都 是 相 容 的 ， 并 且 尼 龙 ６ 的
光伏薄膜用材料
Ｌ ｏ ｉｇｉｔ ｈ ｔｖ ｌ ｃｆｍ？Ｈ ｒ ｒ ｔ ｒ ｌ Ｄｅ Ｄ ｓ ｎｉｓ ｔ ｏ ｋ ｏｐ ｏ ｏ ｏｔ ｌ ｎ ｎ ａｉ ｉ ｅｅａｅｍａ ｅｉ ＆ ｉ～ ｅ ｉ ｉ ｓ ａ ｇ ｎ ｇｈ
■卢
山
编 译
目前 ，光 伏 薄膜 或 片 材 应 用 于 制
雨 ，温 差 大 、 大 雪 、 冰 雹 等 环 境 中被
挤 出含氟 聚合 物 薄 膜 时 另 一 个 挑 战 是 ，在 相对 较 低 的剪 切 应 力 值 （ 简
育 场 （０ ４ 和 英 国伊 甸 园工 程 （０ １ ２ ０） ２ ０）
用 含 氟 聚 合 物 塑 料 时 ，材 料 性 能 （ 刚
性 ） 能达 到要 求 。 也
加 大 ，挤 出设 备 专 业 制造 商 寻 求 进 军
高 端 产 品方 面及 有 可 能 改变 当前 全 球 的能 量 转化 模 式 。太 阳 能 电池 组 件 有
四氟乙烯共聚物
（ ＴＦ Ｅ Ｅ膜）， 氟
产 过 程 中通常 会 使 用 啮 合型 同 向双 螺 杆 挤 ，齿 轮泵 ，和 片 材 成型 口模 。 加工 Ｅ ＶＡ 材 料 存 在 一 些挑 战 ， 首 先 ， 化 合 物可 能 反 应 ， 该 在挤 出 系统 未 启 动 前 它严 重 过 早 发 生 交联 反 应 。在
挤 出 机 中， 须 达 到 良好 的分 散 性 ， 必 没
使用 色母 料 碰 到 最 大 的 困难 也许 是 如 何 适 当地 添 加 到 材 料 中。 除 了一 些 有 特 别 要 求 的颜 色 之 外 ，一 般 不 会 使 用 那 些 对 聚合 物性 能 产 生潜 在破 坏 性 的 原 料 ，本 文 中 关 注 两 个 主 要 因 素 ，分 别 是 用 于 生产 色 母 的 载 体 树 脂 及 其 分 子 量 ，而 它们 往 往 是 不 能 由购
一
值 可 以获得 很 薄 的 膜
（ 氟 表 层 通 常 含
膜 和 四氟 乙烯 膜 的机 械 性 能 和 光 学 性 能 降低 很 小 ，见 图 ２ 。加 速 耐候 性 实 验 被 用 以测试 证 材 料选 择 和 太 阳能 电 池 结 构 组件 ， 以确 定这 些 材 料 能 否 用 于 更 高 端领 域 。 通 常 采 用 流 延法 挤 出含 氟 聚 合 物
用 高 分 子 薄 片 加 工 而 成 ，将 这 些 高 分
子 薄 片 和 其他 组 件 一 起层 压 制 备 成 电
池模块。 进入 这 个 特 殊 挤压 产 品 业务 的企
度 ，此 外 ，含 氟 聚 合 物具 有 优 异 的耐
候性 。
术 瓶 颈 ， 因 为 合 金 材 料 屈 服 强 度 低 （ 挤 压 温 度 下 ，屈 服 强 度 在 ３ ０兆 在 ０
以 与 熔 体 接 触 的 金 属 表 面 应 全 部 进 行 高镍 含 量 的镍 铁 合 金 化 处 理 （ 谓 所 的 高 温 合 金 ） 镍 铁 合 金 具 有 优 良的 。
耐 腐 蚀 性 。 然 而 合 金 化 存 在 一 个 技
半 导 体 ，接 触 器 和 保 护 电 池 的包 装 材 料 （ 图 １ 这 些 光 电包 装 材 料 通 用 是 见 ）
具实 图 。然 而 ，熔 体 温 度 的 控 制 ，在 很 大程 度 上 取 决于 对 粘 性 耗 散 ，因 为 在 低 挤 出 温 度 约 ２ ０ Ｆ （０ ￣ 时 １ １０ Ｃ） 太阳能级 Ｅ ＶＡ 粘 度 相 对 较 高 。 出于
这 个 原 因 ，通过 流 道 的 设 计 处 理在 模 具 中通 过剪 切 和 ／或压 力 控 制 防 止熔
作 为载 体 则 本 质上 就 是 刻 意 引 入 污 染 物 ，注 塑 厂 家懂 得 这 点 后 ，就 会推 荐 母 料 加 工 厂使 用 一 些 相 容 性 较好 的 载 体 。然 而 ，大 多数 人 关心 的 则 是 如 何
以最 低 成 本 来 满 足顾 客指 定 所 需 的 颜
熔 点 较 低 ，可 以促 进 良好 的混 合 。 同
ＡＢＳ 的 相 容 载 体 （ 聚 苯 乙 烯 不 可 但
种 添加 剂 ， 因此在 选 择 载 体 树 脂 时
以） 。此 外 ，对 于 某 一 种 塑 料 合 金 而 言 ，可 采用 合 金 当 中二种 聚合 物 之 一 作为 色母 料 的 载 体树 脂 。
在 生产 过 程 中若 使 用 不 相 容 树 脂
帕 之 间 ）。
四 氟 乙烯 膜 作 为 玻璃 替 代 品在 建 筑物 使 用 已很 多年 。北 京 国 家游 泳 中 心 （ 于 ２０ 建 ０ ８年 ） ，慕 尼 黑 的安 联 体
业 需 要 具 有 很 强 的加 工 特 种 专业 材 料 的能 力 。材料 表 层 及 密 封 层 必 须具 备 抵 抗 长 期 暴 露 在 高 温 ，紫 外 线 ，酸
造 太 阳能模 块 领 域 的市 场需 求 量 不 断
光 伏 电 池 塑 料 使 用 量 。 此 外 ， 当 使
表 层 ，然 而 ，生 产 过程 中存 在 挑 战 ， 处 理 器 需 要考 虑 模 具 。 首 先 ，腐 蚀 性 很强 的 含 氟 物 一 氢 氟 酸 （ ＨＦ） 体 在 气
子 材 料 混 合 以片 材 挤 出 。后种 方 法 生
有过 热的材 料 。 在模 具 中 ， 熔体 温 度 和 停 留 时间必 须 在 控 制之 下 。 良好 的模 具 温 度 控 制 是 依 靠 优化
的 热 电偶 的 位 置 和 机 身 加 热 器 获 得 的 。 图 ５是 一 个 典 型 的 Ｅ ＶＡ 挤 出 模
材 料 的 热 降 解 条 件 下 被 释 放 出 。所
化 乙 烯 丙 烯 共 聚 物 （ Ｅ ） 聚 偏 二 Ｆ Ｐ 和 氟 乙烯 （ＶＤＦ 是 取 代 玻璃 应 用 于 光 Ｐ ）
伏 电池 表 层 的 首 选 材 料 ，这 些 高 分 子 材 料 能提 高 几 个 百 分 点 的光 传 输速
大约 ５ ０微 米 厚） 者 控 制挤 出量 。 或 当 指定 模 具 后 ，要确 保 设 计 师 知 道 材 料 使 用局 限性 ，可 用 流变 特 性 确 定 其 局 限 性 。熔 体 破 裂 不 只 是含 氟 聚 合 物 加 工 时 发 生 的 ，聚 烯 烃 和 其 他 材
料 在 挤 出 时 同样 也发 生 熔 体破 裂 。 不
体过热。
由于 交 联 反 应 动 力学 的 温度 和 时 间依赖 性 ，在 模 具 中低短 留 时 间也 是 不 可 取 。 使 短 停 留 时 间 和 低 切 应 力
（ 压 降 ） 间 得 到 平 衡 ，对 流 道 设 计 或 之 难 度 很 大 。 矛 盾 的 要 求 ， 低 停 留 时 间
色 。其 中的 一 个 办法 就 是 使 用廉 价 聚
４２ Ｗｏｌ Ｐ ｅｌ ２ ２ｏ ０ｏ ｒ ｉ ｔ８ ０ Ｖｌ ｄ ａ ｃ １ Ｎ４ ３
通 常 需 要较 小 的通 道 流量 ，低 剪 切 应
力通 常 从 较 大 流量 中获 得 。模 具 设 计 经 验和 先 进 的 设计 工具 ，如 三 维 流 动
仿 真可 用 于接 近 最 佳 的设 计 方 案 。 圈
色母料 载体树脂选用 的探讨
Ｗｏ ｋ ｇｗｉ ｏｏ ｏ ｃ ｎ ｒｔ ｓ ｒｉ ｔ ｃ ｌｒ ｎ ｅ ｔ ｅ ｎ ｈ ｃ ａ
买色 母 料 的 公 司 所 能决 定 的 。颗 粒状
色 母 料 通 常含 有 ３ ％～５ ％的着 色 剂 ， ０ ０ 其 余 的 聚 合 物体 系如 载 体 树 脂 ，其本 质 上 是 作 为着 色 剂 的粘 合 体 。 色母 料 添加 到树 脂 当 中 的量 一 般 为 ２ ％～５ ％。 因此 ， 果 正 确地 混 合 添 如
名 的建 筑 物 。这 些材 料 的透 明 性 ，耐
候 性 ，可焊 性 ，重量 轻 等 给 设 计 者提 供 了可 行 的方 案 设 计选 择 。
末 端 的 气 隙 。熔 体破 裂 影 响 到 薄 膜 的 表 面质 量 以及 薄 膜 的光 学 性 能 。 从 毛 细 管 流变 仪 观 察 到 熔 体 破 裂
称 Ｉ 剪 切 应 力） 时其 发 生 融 化 断 裂 临界
趋 势 。 熔 体 破 裂 是 一 个 不 稳 定 流 动 的 形 式 ，发生 在 在 流道 初 始 位 置 和 模 口
破 坏 能力 。聚偏 氯 乙烯 已经 应 用 于光 伏 工程 ，本 文 将讨 论 光 伏 产 品 市 场上 使 用 的材 料 ，因为 这 些 材 料 要 求特 殊 的挤 压 技 术 进 行有 效 的处 理 ，将 给 出
■ 颜干 编 才 译 使 用 色母 料 碰 到最 大 的 困难 也 许 是 如何 把 它适 当地 添 加 到 材 料 中 。本 文 中关 注 两 个 主要 因素 ，分 别 是 用于 生 产 色 母 的载 体 树 脂 及 其分 子 量 ，而 它 们往 往 是 不 能 由购 买 色 母 料 的公 司所 能 决 定的。
加 色母 ， 最 终 的 混合 物 中 ， 体 树脂 在 载 的含 量 占 １ ％～３ ％或 以上 。 这样 一 来就 使 它 成为 了添 加剂 系列 中含 量 最 大 的
一
样 ， 聚 甲醛 共 聚 物 可 作 为 载 体 树 脂 用
在 聚 甲醛 均 聚 物 上 ，Ｓ ＡＮ 也 可 作 为
应该 注 意 一 些细 节 。具体 来 说 ， 载体 树 脂 和 基 体 树 脂 应 该 是 具 有 化 学 相 容 性 。而最 好 的办 法 就 是选 择 与 被 填 充 的基 体树 脂 是相 同类 型 的聚 合 物 。 在 这 些 规 则 中存 在 一 定 的适 用 范
围 。 例 如 ， 可 把 尼 龙 ６作 为 载 体 树 脂 应用在 尼龙 ６ 或尼龙 ４ ６ ６的 着 色 上 。 这 些 尼 龙 都 是 相 容 的 ， 并 且 尼 龙 ６ 的
光伏薄膜用材料
Ｌ ｏ ｉｇｉｔ ｈ ｔｖ ｌ ｃｆｍ？Ｈ ｒ ｒ ｔ ｒ ｌ Ｄｅ Ｄ ｓ ｎｉｓ ｔ ｏ ｋ ｏｐ ｏ ｏ ｏｔ ｌ ｎ ｎ ａｉ ｉ ｅｅａｅｍａ ｅｉ ＆ ｉ～ ｅ ｉ ｉ ｓ ａ ｇ ｎ ｇｈ
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目前 ，光 伏 薄膜 或 片 材 应 用 于 制
雨 ，温 差 大 、 大 雪 、 冰 雹 等 环 境 中被
挤 出含氟 聚合 物 薄 膜 时 另 一 个 挑 战 是 ，在 相对 较 低 的剪 切 应 力 值 （ 简
育 场 （０ ４ 和 英 国伊 甸 园工 程 （０ １ ２ ０） ２ ０）
用 含 氟 聚 合 物 塑 料 时 ，材 料 性 能 （ 刚
性 ） 能达 到要 求 。 也
加 大 ，挤 出设 备 专 业 制造 商 寻 求 进 军
高 端 产 品方 面及 有 可 能 改变 当前 全 球 的能 量 转化 模 式 。太 阳 能 电池 组 件 有
四氟乙烯共聚物
（ ＴＦ Ｅ Ｅ膜）， 氟
产 过 程 中通常 会 使 用 啮 合型 同 向双 螺 杆 挤 ，齿 轮泵 ，和 片 材 成型 口模 。 加工 Ｅ ＶＡ 材 料 存 在 一 些挑 战 ， 首 先 ， 化 合 物可 能 反 应 ， 该 在挤 出 系统 未 启 动 前 它严 重 过 早 发 生 交联 反 应 。在
挤 出 机 中， 须 达 到 良好 的分 散 性 ， 必 没
使用 色母 料 碰 到 最 大 的 困难 也许 是 如 何 适 当地 添 加 到 材 料 中。 除 了一 些 有 特 别 要 求 的颜 色 之 外 ，一 般 不 会 使 用 那 些 对 聚合 物性 能 产 生潜 在破 坏 性 的 原 料 ，本 文 中 关 注 两 个 主 要 因 素 ，分 别 是 用 于 生产 色 母 的 载 体 树 脂 及 其 分 子 量 ，而 它们 往 往 是 不 能 由购
一
值 可 以获得 很 薄 的 膜
（ 氟 表 层 通 常 含
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用 高 分 子 薄 片 加 工 而 成 ，将 这 些 高 分
子 薄 片 和 其他 组 件 一 起层 压 制 备 成 电
池模块。 进入 这 个 特 殊 挤压 产 品 业务 的企
度 ，此 外 ，含 氟 聚 合 物具 有 优 异 的耐
候性 。
术 瓶 颈 ， 因 为 合 金 材 料 屈 服 强 度 低 （ 挤 压 温 度 下 ，屈 服 强 度 在 ３ ０兆 在 ０
以 与 熔 体 接 触 的 金 属 表 面 应 全 部 进 行 高镍 含 量 的镍 铁 合 金 化 处 理 （ 谓 所 的 高 温 合 金 ） 镍 铁 合 金 具 有 优 良的 。
耐 腐 蚀 性 。 然 而 合 金 化 存 在 一 个 技
半 导 体 ，接 触 器 和 保 护 电 池 的包 装 材 料 （ 图 １ 这 些 光 电包 装 材 料 通 用 是 见 ）
具实 图 。然 而 ，熔 体 温 度 的 控 制 ，在 很 大程 度 上 取 决于 对 粘 性 耗 散 ，因 为 在 低 挤 出 温 度 约 ２ ０ Ｆ （０ ￣ 时 １ １０ Ｃ） 太阳能级 Ｅ ＶＡ 粘 度 相 对 较 高 。 出于
这 个 原 因 ，通过 流 道 的 设 计 处 理在 模 具 中通 过剪 切 和 ／或压 力 控 制 防 止熔
作 为载 体 则 本 质上 就 是 刻 意 引 入 污 染 物 ，注 塑 厂 家懂 得 这 点 后 ，就 会推 荐 母 料 加 工 厂使 用 一 些 相 容 性 较好 的 载 体 。然 而 ，大 多数 人 关心 的 则 是 如 何
以最 低 成 本 来 满 足顾 客指 定 所 需 的 颜
熔 点 较 低 ，可 以促 进 良好 的混 合 。 同
ＡＢＳ 的 相 容 载 体 （ 聚 苯 乙 烯 不 可 但
种 添加 剂 ， 因此在 选 择 载 体 树 脂 时
以） 。此 外 ，对 于 某 一 种 塑 料 合 金 而 言 ，可 采用 合 金 当 中二种 聚合 物 之 一 作为 色母 料 的 载 体树 脂 。
在 生产 过 程 中若 使 用 不 相 容 树 脂
帕 之 间 ）。
四 氟 乙烯 膜 作 为 玻璃 替 代 品在 建 筑物 使 用 已很 多年 。北 京 国 家游 泳 中 心 （ 于 ２０ 建 ０ ８年 ） ，慕 尼 黑 的安 联 体
业 需 要 具 有 很 强 的加 工 特 种 专业 材 料 的能 力 。材料 表 层 及 密 封 层 必 须具 备 抵 抗 长 期 暴 露 在 高 温 ，紫 外 线 ，酸
造 太 阳能模 块 领 域 的市 场需 求 量 不 断
光 伏 电 池 塑 料 使 用 量 。 此 外 ， 当 使
表 层 ，然 而 ，生 产 过程 中存 在 挑 战 ， 处 理 器 需 要考 虑 模 具 。 首 先 ，腐 蚀 性 很强 的 含 氟 物 一 氢 氟 酸 （ ＨＦ） 体 在 气
子 材 料 混 合 以片 材 挤 出 。后种 方 法 生
有过 热的材 料 。 在模 具 中 ， 熔体 温 度 和 停 留 时间必 须 在 控 制之 下 。 良好 的模 具 温 度 控 制 是 依 靠 优化
的 热 电偶 的 位 置 和 机 身 加 热 器 获 得 的 。 图 ５是 一 个 典 型 的 Ｅ ＶＡ 挤 出 模
材 料 的 热 降 解 条 件 下 被 释 放 出 。所
化 乙 烯 丙 烯 共 聚 物 （ Ｅ ） 聚 偏 二 Ｆ Ｐ 和 氟 乙烯 （ＶＤＦ 是 取 代 玻璃 应 用 于 光 Ｐ ）
伏 电池 表 层 的 首 选 材 料 ，这 些 高 分 子 材 料 能提 高 几 个 百 分 点 的光 传 输速
大约 ５ ０微 米 厚） 者 控 制挤 出量 。 或 当 指定 模 具 后 ，要确 保 设 计 师 知 道 材 料 使 用局 限性 ，可 用 流变 特 性 确 定 其 局 限 性 。熔 体 破 裂 不 只 是含 氟 聚 合 物 加 工 时 发 生 的 ，聚 烯 烃 和 其 他 材
料 在 挤 出 时 同样 也发 生 熔 体破 裂 。 不
体过热。
由于 交 联 反 应 动 力学 的 温度 和 时 间依赖 性 ，在 模 具 中低短 留 时 间也 是 不 可 取 。 使 短 停 留 时 间 和 低 切 应 力
（ 压 降 ） 间 得 到 平 衡 ，对 流 道 设 计 或 之 难 度 很 大 。 矛 盾 的 要 求 ， 低 停 留 时 间
色 。其 中的 一 个 办法 就 是 使 用廉 价 聚
４２ Ｗｏｌ Ｐ ｅｌ ２ ２ｏ ０ｏ ｒ ｉ ｔ８ ０ Ｖｌ ｄ ａ ｃ １ Ｎ４ ３
通 常 需 要较 小 的通 道 流量 ，低 剪 切 应
力通 常 从 较 大 流量 中获 得 。模 具 设 计 经 验和 先 进 的 设计 工具 ，如 三 维 流 动
仿 真可 用 于接 近 最 佳 的设 计 方 案 。 圈
色母料 载体树脂选用 的探讨
Ｗｏ ｋ ｇｗｉ ｏｏ ｏ ｃ ｎ ｒｔ ｓ ｒｉ ｔ ｃ ｌｒ ｎ ｅ ｔ ｅ ｎ ｈ ｃ ａ
买色 母 料 的 公 司 所 能决 定 的 。颗 粒状
色 母 料 通 常含 有 ３ ％～５ ％的着 色 剂 ， ０ ０ 其 余 的 聚 合 物体 系如 载 体 树 脂 ，其本 质 上 是 作 为着 色 剂 的粘 合 体 。 色母 料 添加 到树 脂 当 中 的量 一 般 为 ２ ％～５ ％。 因此 ， 果 正 确地 混 合 添 如
