一些关于EVA参数的研究.pdf

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1、基于EVA的真空层压工艺EVA是晶体硅太阳电池封装中应用最广泛的一种热熔胶，真空层压工艺就是针对EVA的特性来设计的。这个工艺的主要目的就是使EVA实现最优程度的固化，并防止移位和气泡的产生。本文所关注的就是所有材料准备好了以后，放入层压机中层压的这一个具体过程。1EVA的基本特性1.1固化温度。EVA是一种热熔胶，即在常温下，EVA是固体，没有粘性。当把EVA加热到一定温度时，EVA会熔化粘结在与它接触的物体上。用于太阳电池封装的EVA是专门设计的热固性热熔胶，即在加热熔融的同时会发生固化反应。当温度较低时，交联反应发生的速度很缓慢，完成固化所需要的时间较长，反之需要的时间就比较短

2、。因此要选择一适宜的层压温度，使EVA在熔融中获得流动性，同时发生固化反应。随着反应的进行，交联度增加，EVA失去流动性，起到封装的作用。1.2交联度。用于太阳电池封装的EVA在层压过程中发生了交联反应，形成了三维网状结构。通常，EVA的交联度用凝胶含量来表示，凝胶含量是交联的EVA占总的EVA的重量百分含量。实验上的测定方法有很多，常用的是二甲苯萃取法。2层压机和层压工艺2.1层压机。层压机是真空层压工艺使用的主要仪器，它的作用就是在真空条件下对EVA进行加热加压，实现EVA的固化，达到对太阳电池密封的目的。对于层压机来说需要设置的参数主要有四个：ò层压温度：对应着EVA的固化温度

3、。ò抽气时间：对应着加压前的抽气时间。又因为抽气完成后就是充气加压的过程，所以抽气时间又对应着加压的时机。抽气的目的，一是排出封装材料间隙的空气和层压过程中产生的气体，消除组件内的气泡；二是在层压机内部造成一个压力差，产生层压所需要的压力（参见层压机的工作原理）。ò充气时间：对应着层压时施加在组件上的压力，充气时间越长，压力越大。因为像EVA交联后形成的这种高分子一般结构比较疏松，压力的存在可以使EVA胶膜固化后更加致密，具有更好的力学性能。同时也可以增强EVA与其他材料的粘合力。ò层压时间：对应着施加在组件上的压力的保持时间，是整个过程中时间最长的一个阶段。抽气时间，层压时间和抽气

4、时间之和就对应着总的固化时间。2.2层压工艺。层压工艺要达到的要求是EVA交联度在75-85%；EVA与玻璃和TPT粘合紧密（剥离强度，玻璃/EVA大于30N/cm，TPT/EVA大于15N/cm），电池片无位移，组件无明显的气泡。在具体操作上就是对主要就是对层压机的几个参数进行设置。这几个参数的设置要考虑到很多的因素。下面从理想状况和实际状况两个方面来介绍。2.2.1理想的层压条件设置。图1是一个比较理想的层压过程中的参数设置。它的要点就是在较低温度下进行抽气，然后在较高的温度下使EVA固化。这个过程大概可以分成三步：ò开始阶段，层压机的温度保持在较低温度，EVA熔化，有良好的流动

5、性，但是交联速度很慢。真空泵对下室抽真空，于是组件内部的气体迅速并且很容易的被抽走。上室保持真空，组件不受压力。òEVA固化阶段。层压机温度升高到一个较高温度，EVA发生快速的交联1反应。下室继续保持抽真空，及时排出固化过程产生的气体。同时上室充气，上下室之间的压力差使层压机中的橡胶层对组件施加压力。ò结束阶段。EVA固化完成。先是上室抽真空，撤去压力，然后下室充气，开盖。Aprocesscyclediagram(time,temperatureandpressure)forafast-cureEVAcycle【1】。这种工艺的的好处，一是低温阶段抽气，可以得到比较好的抽气效果；二是

6、可以对EVA的固化进行比较好的控制。但是实际生产过程中这是很不受欢迎的，因为每层压一次都要降温，降到一定温度然后在开始新的层压过程。这既浪费时间，又浪费能源。所以在实际生产过程中往往是“一步到位”，直接设置到固化温度。2.2.2实际的参数设置。“一步到位”的层压工艺虽然省时省力，却也带来了很多问题：一是开始阶段温度就很高，EVA会很快的熔化，这样就不利于组件内部间隙间的空气被抽出，容易造成气泡；二是开始阶段温度就很高，EVA会很快开始交联，交联度不能得到很好的控制。如何解决这些问题并达到封装的要求，可以从下面几点来看：2.2.2.1所使用EVA的特性。参考EVA的固化曲线，对层压参数

7、的设置进行指导。EVA的固化曲线是在一个恒定的温度下测得的，与实际生产中EVA的固化环境相似，近似反映了EVA在实际生产环境下的交联过程，所以具有很大的参考价值。图2是在直接固化温度下，利用无转子硫化仪测得的某品牌EVA的固化曲线（EVA在固化过程中的粘度不断增大，硫化仪即是在EVA固化过程中通过测试扭矩来反应EVA的粘度变化，并由此来间接测定交联程度的一种仪器。在硫化曲线中，ML为最小转矩，代表胶料的最低粘度；MH为最大转矩，代表胶料的最大交联密度，对应