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EVA光伏封裝膠膜粘結(jié)原理

嘉峪檢測網(wǎng)        2022-01-20 13:35

膠膜在光伏組件中的作用為將光伏玻璃、電池片、背板粘在一起,同時起到保護電池片、隔絕空氣的作用,在組件中成本占比為3%-4%。

光伏膠膜的種類包括EVA膠膜材質(zhì)膠膜和POE材質(zhì)膠膜兩大類,EVA膠膜又包括傳統(tǒng)透明EVA膠膜、白色EVA膠膜和其他(比如抗PID膠膜等),POE膠膜包括交聯(lián)型、熱塑型、白色、共擠等多個種類。

其中EVA光伏膠膜占據(jù)超過80%的市場,是當(dāng)之無愧的主流產(chǎn)品。

本文將帶大家了解EVA光伏封裝膠膜實現(xiàn)粘接的原理,以及粘接強度主要影響因素~

 

 粘結(jié)封裝原理解析

 

EVA光伏膠膜的原材料為EVA樹脂、交聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑及其他改性劑等;

在混合器中攪拌均勻后,混合于密閉容器中靜置一段時間,抽取混合料放在膠膜生產(chǎn)線中,流延擠出成熔融態(tài)膠膜。熔融態(tài)膠膜經(jīng)多個冷卻輥冷卻后,進行切邊并收成卷狀;常溫下無粘性,便于操作,組件層壓時,加熱到一定溫度EVA處于熔融狀態(tài),實現(xiàn)粘接。

 

EVA光伏封裝膠膜粘結(jié)原理

 

高流動性

 

較好流動性能夠保證EVA膠膜平鋪在基材上,增大與基材的接觸面積,依靠自身所具有的極性與基材之間性能分子間作用力,形成物理粘結(jié)點,實現(xiàn)粘接作用;

 

硅烷偶聯(lián)劑

 

由于光伏玻璃是表面平滑的無機材料,光伏背板是表面難粘結(jié)的含氟材料,因此通常EVA膠膜中會含有硅烷偶聯(lián)劑,對EVA進行改性以增強其極性。

通過加熱固化過程中硅烷偶聯(lián)劑伴隨水反應(yīng)而與基材以及EVA形成共價鍵連接,如同橋梁一樣把無機玻璃與聚合物EVA連接到一起,從而實現(xiàn)粘結(jié)作用,具體原理如下圖示:

 

EVA光伏封裝膠膜粘結(jié)原理

 

粘結(jié)強度影響因素

 

EVA自身性能影響

 

原料EVA中VA含量少,則耐熱性好,但極性差,導(dǎo)致膠膜粘結(jié)性和低溫柔韌性差;VA含量較多,則有較好的低溫柔韌性和粘結(jié)性。

另外,熔融指數(shù)越大,EVA流動性越好,平鋪性好,物理粘接點越多,剝離強度越大;但熔指大到一定程度,EVA就會出現(xiàn)較低的聚合度,導(dǎo)致自身強度降低,粘結(jié)力反而減少。為了保持好的粘結(jié)性,一般選用VA含量28-33%,MI 10-400的樹脂。

 

EVA交聯(lián)度的影響

 

交聯(lián)度是指EVA膠膜加熱時線狀分子交聯(lián)成網(wǎng)狀分子的質(zhì)量比率。

組件層壓時,當(dāng)層壓機的加熱溫度到達交聯(lián)劑的分解溫度后,交聯(lián)劑中的過氧鍵斷裂形成過氧自由基RO﹣,其極易與EVA支鏈上烷基的H結(jié)合,兩個烷基活性基團結(jié)合后便形成交聯(lián)的EVA。具體機理如下:

 

EVA光伏封裝膠膜粘結(jié)原理

 

交聯(lián)度決定了EVA膠膜的內(nèi)聚強度,從而影響EVA膠膜與背板及玻璃的剝離強度,決定了光伏電池組件的質(zhì)量。

交聯(lián)劑添加的多,交聯(lián)度雖高,但過多易產(chǎn)生老化黃變;交聯(lián)劑太少,交聯(lián)度過低,粘結(jié)強度和抗老化同樣受到影響,實驗分析證明交聯(lián)度在75%-80%為最佳。

此外,固化溫度,固化時間,交聯(lián)劑含量,整個配方體系的相容性,玻璃及背板的表面性能都會直接或間接地影響EVA膠膜的剝離強度。

 

結(jié)語

 

因此光伏膠膜看似簡單,實則隱藏了很多大學(xué)問,而中國的光伏膠膜近些年來發(fā)展迅速,2021年,光伏膠膜行業(yè)市占率前四的公司中有三家分別來自中國。

除去排名第一的福斯特,其中排名第二、三、四位的斯威克、海優(yōu)新材、賽伍技術(shù),市占率分別為13.54%、10.36%及4.37%。我國光伏膠膜廠商現(xiàn)已成為全球光伏膠膜市場的主導(dǎo)力量。

 

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來源:AMI 膠黏劑平臺

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