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光伏组件封装胶膜的种类及特性研究

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光伏组件封装胶膜的种类及特性研究

发布日期:2018-05-26 作者:www。zjgeva。com 点击:

 目前光伏组件的封装形式主要有玻璃-EVA-背板封装和玻璃-PVB-玻璃两种形式。本文分别对两种胶膜的特性进行了阐述,并总结了生产使用过程中应注意的问题。


  我国76%的国土光照充沛,光能资源分布较为均匀,应用技术成熟,安全可靠。光伏产业是将太阳能转换为电能的迅猛发展的新兴产业,其中晶体硅太阳电池组件主要应用于大规模并网发电、离网电站、BIPV光伏建筑一体化等,其封装胶膜主要有EVA和PVB。两种材料不同成份组成使得存在不同的特性和使用要求。


  1、组件结构


  1。1常规组件的结构


  玻璃—EVA-电池片-EVA-背板-边框


  1.2BIPV组件的结构


  钢玻璃(超白)-PVB-电池片-PVB-钢化玻璃(普通)


  2、EVA胶膜

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  2.1简介


  EVA一种热固性有粘性的胶膜,用于放在夹胶玻璃中间(EVA是Ethylene乙烯Vinyl乙烯基Acetate醋酸盐的简称)。由于EVA胶膜在粘着力、耐久性、光学特性等方面具有优越性,使得它被越来越广泛的应用于电流组件以及各种光学产品。


  2.2EVA的特性


  2。2。1分子组成


  eva包装的性能主要取决于分子量(用熔融指数MI表示)和醋酸乙烯脂(以VA表示)的含量。当MI一定时,VA的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提高,VA的含量降低,则接近聚乙烯的性能。当VA含量一定时,MI降低则软化点下降,而加工性和表面光泽改善,但是强度降低,分子量增大,可提高耐冲击性和应力开裂性。


  2.2.2交联特性


  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,不再发生热胀冷缩。


  2.2.3交联测试原理


  将EVA样品装入120目不锈钢丝网袋内,置沸腾二甲苯中萃取。未经交联的EVA,在二甲苯沸腾液中,样品迅速全部熔溶到二甲苯中,故交联度为0。而交联EVA,在萃取操作结束后,还能清楚观察到不锈钢丝网袋中残留有亮晶的试样,该残留试样量与试样总量之比即为交联度。


  2.3交联度对光伏组件的影响


  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片碎裂,使得粘接脱层。


  2.4EVA胶膜作用与使用注意事项


  封装电池片,防止外界环境对电池片的电性能造成影响;增强组件的透光性;将电池片,钢化玻璃,TPT 粘接在一起,具有一定的粘接强度;具有吸水性;不能长期暴露在空气中,否则会使胶膜的性能下降;胶膜开封后尽快用完,没有用完者应按照原样包装好;层压过程中,温度不能超过160°C;要求在恒温间内使用此胶膜;避免与水、油、有机溶剂、和其他化学物品接触;为了能够缓冲电池片和排尽空气,EVA胶膜的压花面应对着电池片。


  3、PVB胶膜


  3.1简介


  PVB胶膜又叫PVB Film,PVB胶片,PVB薄膜,PVB中间膜等,英文名称为:PolyVinyl Butyral Film,化学名是:聚乙烯醇缩丁醛薄膜。其本质是一种热塑性树脂膜,是由PVB树脂加增塑剂生产而成。由于是塑性树脂生产而成,它具有可回收利用加工,重复使用的特点。


  3.2粘接机理


  玻璃中的SIOH和胶片小的COH基之间的氢键形成粘结力,胶片小的钾离子从玻璃中置换出氢,从而控制了粘结力水与COH基争夺和SIOH的结合。


  3.3PVB使用过程中的注意事项


  3.3.1玻璃洗涤。为了消除玻璃表面的灰尘、污垢、油腻和脏物,应仔细洗涤玻璃。玻璃清洗机使用的水必须通过洁净处理,按严格要求是使用离子软化水。冲洗用水的质量对于夹层玻璃的粘结强度有很大影响,特别是清洗水的盐度影响玻璃和PVB胶片之间的粘结的最终质量。清洗后的玻璃烘干并放置到室温后方可使用。


  3。3。2PVB胶片的准备。必须根据玻璃的规格、留边的尺寸和胶片经处理后的收缩量合理地切裁胶片,以补偿热压过程中胶片尺寸的收缩。


  3.3.3注意存储环境。冷藏膜应保存在干燥,温度低于10℃的环境中,存放日期为6个月。胶片拆封后,未使用的胶片应保存在温度低于10℃的干燥环境存放时间不多于5天,应防止水淋和浸泡。


  常温膜(衬隔离膜)应保存在干燥、常温的环境内。存放日期为24个月。胶片拆封后,未使用的胶片应保存在温度低于20℃的干燥环境中,如仍保持衬有隔离膜,存放时间不多于30天,如已去除隔离膜,应保存在温度低于10℃的干燥环境中,存放时间不多于5天。应防止水淋和浸泡。


  4、PVB与EVA的比较


  EVA属于热固性树脂,有交联反应;PVB属热塑性树脂,具有可重复加工性,无交联反应;国内玻璃幕墙规范明确提出“应用PVB”的规定,BIPV光伏组件采用PVB代替EVA制作能达到更长的使用寿命; PVB有很强的粘接性能,安全性高于EVA膜;EVA的配方较多,封装工艺不好控制;PVB膜的配方简单,品质控制稳定,保质期长;PVB膜流动性要差,可以防止加工过程中胶膜流溢情况发生。


  5、结论


  以上对EVA和PVB两种胶膜进行了特性总结与比较,并提出使用时应注意的问题,可以有效指导生产。随着光伏行业的快速发展,对组件封装材料有待深入研究。


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