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 文:江志宏

太阳能模块EVA膜介绍 

说明:
要提升太阳能电池模块的发电效率,以及提供对抗环境气候变化所引起的耗损保护,确保太阳能模块的使用寿命,其EVA占了很重要的角色,EVA在常温下无黏性且据抗黏性,在太阳能电池封装过程经过一定条件热压后,EVA便产生熔融黏接与胶联固化,属于热固化的热融胶膜,固化后的EVA胶膜变的完全透明,有相当高的透光性,固化后的EVA能承受大气变化并且具有弹性,将太阳能的cell芯片封包起来,与上层玻璃还有下层TPT,利用真空层压技术黏为一体(
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)。

EVA膜的基本功能:
1.固定太阳能电池及连接电路导线提供Cell绝缘保护
2. 3.提供适度的机械强度
4.提供热传导途径

EVA主要特性:
1.
耐热、耐低温、抗湿及耐候性
2.
对金属玻璃及塑料具良好的接着性
3.
柔韧性&弹性
4.
高透光性
5.
耐冲击性
6.
低温绕曲性
 
太阳能电池相关材料的热传导系数(在温度27(300'K)的热传导系数k)
说明:EVA为用于组合太阳能电池的接着剂,因其具有强力之接着能力,柔软性及延伸率,故适合用于接合两种不同膨胀系数的材料
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铝:229237 W/(m·K)
镀膜铝合金:144 W/(m·K)
硅芯片:80148 W/(m·K)
玻璃:0.761.38 W/(m·K)
EVA
0.35 W/(m·K)
TPT
0.614 W/(m·
K)

EVA外观检查:无折痕、无污点、平整、半透明、无污边、压花清晰
EVA材料性能参数:
熔融指数:影响EVA的浓化速度
软化点:影响EVA开始软化的温度点
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的光谱分布下的透过率
密度:胶联后的密度
比热:胶联后的比热,反应胶联后的EVA吸收相同热量的情况下温度升高数值的大小
热导率:胶联后的热导率,反应胶联后的EVA的热导性能
玻璃化温度:反应EVA的抗低温性能
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断裂张力强度:胶联后的EVA断裂张力强度,反映了EVA胶联后的抗断裂机械强度
断裂延长率:胶联后的EVA断裂延长率,反映了EVA胶联后的张力大小
吸水性:直接影响其对电池片Cell的密封性能
胶联率:EVA的胶联率直接影响到他的抗渗水性
剥离强度:反应EVA与剥离之间的黏接强度
EVA可靠度试验目的:确认EVA耐候性、透光性、接着力、吸收变形量之能力、以及吸收物理冲撞之能力、压合过程之破损率..等。

EVA
老化试验设备与项目:恒温恒湿机(高温、低温、高温高湿)高低温箱(
温度循环)、紫外线试验机(UV)

EVA老化试验所使用的恒温恒湿机

EVA在高温高湿下试验的老化与吸湿状况

EVA老化试验的待测品样式:

EVA待测品样式一(5cm*5cm)
玻璃/ EVA/湿度纸/EVA/玻璃 迭合

EVA待测品样式二:玻璃/ EVA/导通铜片/EVA/玻璃 迭合
说明:透过庆声电子
高低温试验箱导通电阻量测系统,进行EVA里面的低电阻量测,透过试验过程中导通电阻值的变化,判定EVA水气渗透的情形,并且观察铜片的氧化腐蚀情形。

EVA经过温度循环、湿冷冻、湿热三种试验后,EVABacksheet的特性变化:(↑:上升、↓:下降)

EVA

Backsheet

黄变

内层泛黄

开裂

内层及PET层发生裂纹

雾化

反射率

透明度

 

EVA-UV试验:
说明:试验EVA对于承受紫外线(UV)照射之衰减能力,经过长时间的UV照射下,EVA膜会出现褐变、穿透率下降..等问题。

EVA在湿热试验(Damp heat test)下的特性变化实例:变色、雾化、褐变、脱层

EVA褐变

EVA脱层

高温高湿对EVA黏合强度的比较:

说明:EVA膜在65/85%R.H.85/85%R.H.两个不同的湿热条件(www.kson-cn.com),进行黏合强度的退化比较,发现在65/85%R.H.试验5000小时之后,其退化效益不高,但是EVA85/85%R.H.的试验环境下,很快失去黏着力,250小时就有很明显的黏合强度降低情形。

EVA-HAST不饱和加压蒸气试验:
目的:由于EVA膜在85/85%R.H.需试验1000小时以上,等于至少需要42天,为了能够缩短试验时间加速其试验速度,需提高环境应力(温度&湿度&压力),在不饱和湿度(85%R.H.)环境下进行加快试验过程。

试验条件:110/85%R.H./264h

EVA-PCT压力蒸煮锅试验:
目的:EVAPCT试验是提高环境应力(温度&湿度),使EVA暴露于超过一大气压的润湿蒸汽压中,用来评定EVA的密封效果与EVA吸湿状况(www.kson-cn.com)
试验条件:121/100%R.H.
试验时间:
80h(COVEME) / 200h(toyal Solar)

EVACELL黏合拉力试验:
EVA36Mpa
EVA材料:15Mpa

EVA补充其它信息:
1.EVA的吸水性会直接影响其对电池片的密封性能
2.WVTR < 1×10-6g/m2/day(NREL建议 PVWVTR)
3.EVA
的胶联度直接影响到他的抗渗水性,建议EVAcell的胶联度需大于60%以上
4.当胶联度达到60%以上,不再发生热涨冷缩
5.EVA的胶联度直接影响到组件的性能及使用寿命
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6.未经改性的EVA内聚强度低,易产生热涨冷缩导致芯片碎裂
7.EVA剥离强度:纵向≧20N/cm、横向≧20N/cm
8.封装膜初期透光率不低于90%30年内部衰退率不低于
5%

EVA相关规范:

ASTM D-150:固体电绝缘材料的(恒久电介质)的交流损耗特性和介电常数的测试方法

ASTM E-424:片材的太阳能量传输性和反射性(陆地上)的试验方法

ASTM D-570:塑料吸水率的试验方法

ASTM D-638:塑料拉伸性能测试

ASTM D-871:测试乙酸纤维素的试验方法

ASTM E-895:水溶液中有机化合物水解率常数测定

ASTM D-1416:合成橡胶的测试方法化学分析

ASTM D-2240:硬度计硬度的标准试验方法

ASTM D-2990:塑料的张力压缩弯曲变形及蠕变破裂的试验方法

ASTM D-3012:用双轴旋转器测定丙烯塑料的热氧化稳定性的试验方法

ASTM E-462:包装膜的试验方法

ASTM E-424:簿板材料的太阳能传播和反射的试验方法

ASTM F-1249:标准水蒸气传输率的测试方法(EVA吸湿规范)

ASTM F-1282:聚乙烯//聚乙烯(PE-AL-PE)复合材料

ASTM E-1356:用差示扫描量热法测定玻璃透过温度的标准试验

GB9963:钢化玻璃

GB531:硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法

GB528:硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定

GB2059:铜及铜合金带材

GB2410:透明塑料透光率和雾度试验方法

GB2790:胶粘剂180度剥离强度测定方法

GB2828:抽样标准

GB3190:变形铝及铝合金化学成分

GB3199:铝及铝合金加工产品的包装 标志 运输 贮存

GB4957:非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量涡流方法

GB5237:铝合金建筑型材

GB7124:胶粘剂拉伸剪切强度测定方法

GB8014:铝及铝合金阳极氧化氧化膜厚度的测量方法

GB14952:铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜封孔品质的评定磷铬酸法

IEC 60664-1:内设备的绝缘配合的低电压系统-1部分

IEC 61215:晶硅太阳光电模块测试标准

IEC 61646:薄膜太阳光电模块测试标准

IEC 61730:太阳能电池系统安全鉴定-结构与测试要求

IEC 62321-2008:电子电气产品测定六种限制物质铅汞镉六价铬多溴联苯多溴联苯醚的浓度

JIS K-6854 胶粘剂粘合组件剥离强度的测定第1部分90度剥离

JIS K-7105:塑料光学特性试验方法

JIS K-7113:塑料拉伸性的试验方法

JIS B-7516:金属制直尺

规范简称:

英文&简称

中文

说明

DH(Damp Heat)

湿热试验

85ºC/85%RH高温高湿试验

EVA(Ethylene Vinyl Acetate)

乙烯醋酸乙烯共聚物

固定太阳能电池及连接电路导线,提供Cell绝缘保护

Insulation Test

绝缘测试

在每一项测试后均需要作测试,因为经过严苛的测试后,模块就有可能发生漏电现象

Laminate

层压机

在真空条件下把多层物质进行压合

HAST(Highly Accelerated Stress Test)

高度加速寿命试验

提高环境应力(如:温度)与工作应力(施加给产品的电压、负荷.等),加快试验过程,缩短产品的寿命试验时间

Maximum Power Determination

最大功率的测定

在进行各项测试前后,需作最大功率的量测,用以判断衰减是否超过5%,若测试项目无特别要求则为8%

Measurement of Temperature Coefficients

温度系数的测量

量测出模块的电流、电压和最大功率,以推断出温度系数

PVB(Polyvinyl Butyral)

聚乙烯醇缩丁醛

强韧而富热可塑性,可用于强调安全性极高的建材之中

PVF

聚氟乙烯薄膜

提供太阳能模块有较佳的抗腐蚀与抗UV性能

RH(Relative Humidity)

相对湿度

 

Silane

硅烷

 

TC(Thermal Cycling)

温度循环

确定EVA于温度重复变化时,引起的疲劳和热失效、或其它应力失效

Tedlar

氟化物(氟素)

 

TPT

聚氟乙烯复合膜

用于太阳能模块背面,作为保护模块背面的封装材料

THB(Temperature Humidity Bias)

温湿度+偏压

 

Visual Inspection

目视检查

以目视判定模块内外是否有缺陷,主要执行在各项测验前及测验后

 

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