太阳能模组EVA膜介绍

作者:江志宏

说明：

要提升太阳能电池模组的发电效率，以及提供对抗环境气候变化所引起的耗损保护，确保太阳能模组的使用寿命，其EVA佔了很重要的角色，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晶片封包起来，与上层玻璃还有下层TPT，利用真空层压技术黏为一体

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.进行光学藕合
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.对金属玻璃及塑胶具良好的接着性
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係数：(在温度27℃(300'K)的热传导係数k值)
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係数的材料(www.kson.com.tw)。
铝：229～237 W/(m·K)
镀膜铝合金：144 W/(m·K)
硅晶片：80～148 W/(m·K)
玻璃：0.76～1.38 W/(m·K)
EVA：0.35 W/(m·K)
TPT：0.614 W/(m·K)

EVA相关规范：

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：对于不同的光谱分佈有不同的透过率，这裡主要指的是在AM1.5的光谱分佈下的透过率
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(www.kson.com.tw)
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的耐候性、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：恆温恆湿机(高温、低温、高温高湿)、高低温箱(温度循环)、紫外线试验机(UV)

EVA老化试验的待测品样式：

EVA待测品样式二：玻璃/ EVA/导通铜片/EVA/玻璃 叠合
说明：透过昆山庆声电子与导通电阻电量测系统，进行EVA裡面的低电阻量测，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，EVA与Backsheet的特性变化：
(↑：上升、↓：下降)

EVA经过温度循环、湿冷冻、湿热三种试验后，EVA与Backsheet的特性变化：

(↑：上升、↓：下降)

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环境试验项目与试验条件:

湿热：85℃／RH 85%；1,000 hrs
热循环：-40℃～85℃；50 cycles
湿冷冻测试：-40℃～85℃／RH 85%；10 times UV：280~385nm/ 1000w/200hrs (不龟裂不变色)

EVA试验条件(NREL)：

高温试验：95℃～105℃/1000h
湿热：85℃/85%R.H./>1000h[1500h]
温循：-40℃←→85℃/>200Cycles (
无气泡、无龟裂、无脱黏、无变色、无热涨冷缩)
UV老化：0.72W/m2、1000 hrs、60℃(不龟裂、不变色)户外：>加州日照6个月

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

高温高湿对EVA黏合强度的比较：

说明：EVA膜在65℃/85%R.H.与85℃/85%R.H.两个不同的湿热条件(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EVA在85℃/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：EVA的PCT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。
试验条件：121℃/100%R.H.
试验时间： 80h(COVEME) / 200h(toyal Solar)

EVA与CELL黏合拉力试验：

EVA：3～6Mpa 非EVA材料：15Mpa

EVA补充其他资讯：

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 PV的WVTR)
3.EVA的胶联度直接影响到他的抗渗水性，建议EVA与cell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
6.未经改性的EVA内聚强度低，易产生热涨冷缩导致晶片碎裂
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%