摘要:本文针对目前国际和国内光伏行业应用较为成熟的EVA胶膜进行了概述,介绍了本公司承接我国EVA胶膜国产化以来,对EVA胶膜的性能、层压工艺、注意事项及关键指标做了介绍。
关键词:EVA;太阳电池;胶膜;封装
0前言 太阳电池发电利用的是硅等半导体材料的量子效应,直接把太阳光谱中的可见光转变为电能。可是硅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、能承受大气变化且具有弹性的EVA胶层将硅晶片组包封,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,构成太阳电池板。
晶体硅太阳电池行业用的封装粘接材料为胶粘剂。上世纪80年代前,国内外曾试过用液态硅树脂和聚乙烯醇缩丁醛树脂片(PVB),但因价格高、施工条件苛刻、物性不好而被淘汰。80年代起国外开始研制EVA胶膜,它是一种热熔粘接胶膜,常温下无粘性而具抗粘连性,经一定条件热压便发生熔融粘接与交联固化。其在太阳电池封装与户外使用上均获得了相当满意的效果。
我国于上世纪80年代中期开始,陆续从美国引进单晶硅太阳电池生产线七条,并逐年从美国进口EVA胶膜。为改变每年进口封装材料的被动局面,国家科委将EVA胶膜国产化列入"八五"攻关计划。为实现EVA胶膜国产化,浙江化工研究院于80年代后期着手研究,目标是取代进口,实现国产化。浙江化工研究院从小试到中试,建立了一套试产能力达5万m2/a的装置进行了配方研究、EVA改性技术研究、胶膜制造的工艺技术与试产设备的研究。边试验边出产品供太阳电池厂试用,由用户反馈意见,再研究再提高,获得了太阳电池厂家的认可。EVA胶膜的研究成功,填补了国内空白,实现了攻关目标。1995年11月由国家科委委托浙江省科委在杭州通过了成果鉴定与攻关验收。该成果获得浙江省1996年度科技进步二等奖。研究论文被美国化学文摘收录(CA127:51758b)。
1998年浙江化工研究院建成了国内第一条自控程度较高、年产30万m2、幅宽达1000mm以上太阳能电池EVA胶膜标准生产线,同时将第二代快速固化胶膜产品推向市场,获得大量使用。2002年获国家发改委/世界银行/GEF技术进步项目支持。目前,浙江化工科技集团有三条生产线,年产能力100余万m2以上。
1 EVA材料 1.1EVA树脂 EVA是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物,它的结构如下:
EVA具有优良的柔韧性、耐冲击性、弹性、光学透明性、低温绕曲性、粘着性、耐环境应力开裂性、耐候性、耐腐蚀性、热密封性以及电性能等。
EVA的性能主要取决于分子量(可以用熔融指数MI表示)和醋酸乙烯酯(以VA表示)的含量。当MI一定时,VA的含量增高,EVA的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提高;VA的含量降低,EVA则接近于聚乙烯的性能。当VA含量一定时,分子量降低则软化点下降,而加工性及表面光泽改善,但强度降低;分于量增大,可提高耐冲击性和应力开裂性。
用于封装硅太阳电池组件的EVA,主要根据透光性能和加工成膜性能进行选择,美国Springborn实验室首先研究出一种EVA成膜配方,美国各生产厂家选择了杜邦公司生产的ElvaxEVA树脂。
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