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光组组件用EVA及胶膜

EVA是晶硅光伏组件中最常规的封装材料,常规普通光伏组件的制备,主要是将钢化玻璃、EVA、电池片、背板等通过层压工艺,将各层紧紧的粘合在一起,实现组件对电池片的保护,EVA的封装好坏,直接影响组件在户外的使用寿命。

从光伏EVA的发展历程看,EVA经过了各种功能的发展。主要有紫外截止型EVA,紫外高透型EVA,抗PID型EVA,抗蜗牛纹型EVA,白色高反EVA,光转化EVA等。

下面就鹿山EVA胶膜为例,与光伏同仁简单交流一下,鹿山现有的产品主要有:紫外高透/截止透明EVA、白色高反EVA、光转换EVA胶膜。 

一、紫外高透/截止透明EVA

1.1透明EVA 高兼容性

由于EVA与多种材料直接接触,与EVA可能存在冲突物料较多:玻璃、电池片、助焊剂、焊带、定位胶带、背板,所以在使用前一定做好匹配性实验。 


1.2透明EVA 抗PID性

EVA封装材料主要从两个方面来提高抗PID的能力:提高EVA胶膜的体积电阻率和降低水汽透过率

EVA胶膜的体积电阻率从最初的10^13,到后来的10^14,一直到现在的10^15甚至更高。

上图是鹿山透明胶膜的PID192h数据(85℃、85%RH、-1500V),功率衰减约0.5%。我们的目标是500h功率衰减5%以内。

1.3透明EVA 抗蜗牛纹性能

蜗牛纹产生机理业界一般认为:水汽侵入,渗透EVA到达电池片银浆,导致纳米银被氧化形成类似蜗牛纹痕迹。

EVA胶膜主要是通过降低助剂残留量,增加抗金属氧化的能力,提高水汽阻隔性等来解决此类问题。

上图中在鹿山EVA的抗蜗牛纹数据。搭配较差的电池片,54天出现蜗牛纹。

1.4.白色高反EVA

通过控制填料的粒径、晶型、分散均匀性、洁净度,鹿山白色EVA封装胶膜反光率效果明显,达到94%以上,对单玻/双玻组件均有明显功率增益效果。

透明双玻使用白色胶膜后增益约4W,常规组件使用双玻后增益约1-2W。


1.5光转换EVA胶膜

光转换EVA胶膜主要是利用光转化材料,将UV波段转化到蓝光波段。

根据电池的QE曲线与波长的关系,蓝光波段响应性明显高于UV波段。


鹿山光转化EVA胶膜,光转化效率可以达到95%以上,具有优异的可靠性。常规60片多晶组件,光转化胶膜相比常规高透EVA,功率可提升2-2.5W。


以下为群友问题回复:

1、针对EVA,我有疑问:多晶双玻275组件,EVA与POE两种方式,为什么国内做POE的很少,晶科天合POE都做不了,难度是不是很大?

回答:POE除了成本问题,技术方面工艺窗口比较窄,对设备工艺要求更高,层压后气泡等次品率比例较EVA高。

2、针对污水厂这种,选用双玻组件的话,用POE还是EVA,综合性性价比来说。

回答:对于水汽比较重的环境,POE双玻优势更大,透水率较EVA低十倍,长期可靠性更加优异。

3、POE与EVA两种材料,POE的瓶颈在哪里,为什么国内做好POE的双波组件厂不多?

回答:相比POE而言,已使用十多年的EVA,工艺非常成熟成熟,且由于材料本身性能的问题,POE工艺窗口比较窄,对设备工艺要求更高,气泡等次品率比例较EVA高。

4、对薄利化、同质化的市场竞争,EVA未来发展方向和趋势有哪些?鹿山这边有没有好的思路和想法?

回答:我们鹿山这边在EVA方面也开发了一些新的产品,超快固化胶膜,提升功率类光转化胶膜,超导热胶膜等。

5、面对POE等新型封装材料日益突出的正面交锋,EVA的致胜之匙除了在价格之外,还有没有其他取胜之道?

回答:新产品提高性能,如高抗PID EVA应用,单玻EVA瓷白胶膜的应用,超快固化EVA胶膜应用等

6、目前如何看待透明EVA降本增效?有无可行方案?

回答:降本方案:主要在各种辅材,生产制造的工艺制程上优化降本。

    增效方案:新产品开发,超快固化,光转化等。

7、目前国产EVA树脂粒子主要有哪些?质量和工艺如何?实现国产化的路径怎么样,方案计划如何?

回答:光伏用国产EVA粒子,暂时与国外相比有一定差距, 需要上游粒子制造企业加大投入。国内公司也可以与国外公司技术合作,或者购买国外技术。

8、现行EVA、POE主要的封装材料,有无其他先进材料替代解决方案?工艺/可靠性/可行性如何?

回答:光伏封装材料有很多,环氧树脂、硅橡胶、 PVB、离子聚合物等。但综合性价比,EVA和POE是目前最好的。

9、随着POE的采购量上升,从材料上游粒子、生产成本,设备等情况分析,有没有可能POE需求量足够大之后成本低于EVA?   

回答:POE胶膜的成本中,粒子主要占据大部分,而POE粒子的成本从生产来看,难以低于EVA粒子,所以,短期来看,POE胶膜的成本难以低于EVA。

10、白色EVA是不是有三种状态?这些状态都有哪些性质?

回答:白色EVA一般认为两种状态,常规单层白色EVA和预处理白色EVA,常规单层白色EVA属于低熔指体系,用于双玻,预处理型的可用于单双玻;  

11、EVA的熔点一般是多少度?

回答:EVA熔点一般在65-70℃之间。

12、提问:玻璃侧的EVA和背板侧EVA(包括背板上的)性质有什么不同?

回答:两侧胶膜主要区别是紫外区透光率,背板侧一般是紫外区截止的,其他性能基本都差不多。

13、分布式电站组件表面温度可以到60~757度,那是不是EVA已经在熔融状态了?实测过彩钢瓦屋面的组件表面可以到65度,这样对于组件寿命会不会有影响?

回答:EVA胶膜现在都是高交联度体系,因此不能简单以熔点来判断固化后胶膜的状态,实际情况是,即便在100摄氏度以上,胶膜也不会融化;

14、EVA材料如何匹配好镀膜玻璃?如果说镀膜厚度和膜介质,能否增加对电池的短波段光的吸收达到减少封装损耗?请问有技术突破吗?

回答:镀膜玻璃可以对太阳光进行调节,比如降低紫外透过率,同样的,EVA胶膜也可以,这个方向只需要更换特定的光线吸收剂即可。

15、光转化EVA和白膜能否搭配使用,功率增益在60组件上大约有多少?

回答:白膜和光转化膜可以同步使用,我们自己测的结果是同步提高4W左右,以单玻组件为参照。

16、提问:现在光转换EVA有没有做过老化后的测试数据,老化性能怎么样?

回答:我们做过全套老化测试,是没有问题的。

17、光转换EVA现在模拟器还测不出功率增益吧?

回答:我们做的是UV转蓝光,所有需要全波段的模拟器才能测试,很多没有全波段的就模拟不出来了。

18、层压完成,EVA热熔后流到玻璃和背板上,除了粘纸,还有其他方法吗?造成这种问题主要跟EVA什么性质有关?

回答:这个不同组件厂不一样,有的加纸,有的加高分布等。这个主要是跟EVA熔指和交联有关。层压前没有交联在高温加热下是可以流动的,交联固化之后就不流动了。

19、现场使用过程中出现小气泡,如何通过气泡的位置,类型,确定,确定产生的原因?

回答:气泡是层压异常中最复杂的一个问题。因为可能EVA材料问题,也可能设备或工艺问题,需要逐一排查。同一种气泡在不同厂家,由于EVA厂家、层压机类型和性能差异可能原因完全不同。

20、提问:EVA在使用过程中经常提到温湿度控制等问题,现场做极限实验(85%,25度,12h)并未得出百分之百的结果,请问流水线上作业温湿度控制,是否有意义?

回答:控制温湿度是为了保证EVA质量。出现异常是一个概率问题,温湿度控制不好,异常的概率更高。

21、是否不同家EVA,在高温湿度情况下产生气泡的机率不同?主要是受材料哪个成分影响?

回答:不同厂家的配方材料体系不同,层压参数也不同,耐温湿度也不同。

22、除光转化EVA和白色EVA外,目前是否还有新的提效产品和技术?光转化目前的量产情况如何?

回答:鹿山会在后续论坛或者展会中慢慢推出不同产品,光转换胶膜鹿山已经量产,主要看客户订单情况。

23、目前EVA在生产过程中主要的问题是什么?表现出的是外观不良还是性能上的差异?如果出货到客户端,层压后对应的不良现象是哪些?

回答:现在EVA生产已非常成熟,性能比较稳定。由于制程稳定性等,也会有一些外观问题,像压花,蚊虫,宽幅克重等。不同问题层压后影响不同,像蚊虫等会造成组件外观问题。

24、白色EVA目前的制造工艺有几种?在层压交联过程中相比常规透明EVA对电池片的应力是否有差异?

回答:主流的有两种,低流动性的和预交联处理的。预交联交联度如果偏大,会加大电池片隐裂风险。



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