光伏组件封装胶膜的种类及特性研究
时间：2020-12-27 00:02:45 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】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。
【关键词】光伏；封装；EVA；PVB；问题
引言
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
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。
