探索光伏組件封裝材料 EVA交聯度的精確測量

在光伏電池的制造過程中，EVA層的交聯度是決定其性能的重要因素。EVA層作為封裝材料，不僅保護電池免受外界環境的影響，還確保了整個組件的機械穩定性。EVA層在粘著力、耐久性、光學特性等方面具有的優越性，使得它被越來越廣泛的應用于組件及各種光學產品。來自美能光伏的EVA交聯度測試系統，通過二甲苯萃取法精確測得樣品的凝膠含量，從而準確計算出EVA的交聯度。

什么是EVA材料？

在太陽能電池的封裝材料中，EVA是最重要的材料。它是一種熱熔黏結膠膜，常溫下無黏性而具抗粘連性，經一定條件熱壓便發生熔融黏結與交聯固化，將電池串“上蓋下墊”包封。一方面，固化后的EVA能承受大氣變化且具有彈性，并和上層保護材料玻璃、下層保護材料背板TPT黏合為一體;另一方面，它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率，起著增透的作用，并對組件的輸出有增益作用，在太陽能電池封裝與戶外使用上均獲得了相當滿意的效果。

什么是EVA交聯度？

交聯度是指EVA膠膜加熱時線狀分子交聯成網狀分子的質量比率。組件層壓時，當層壓機的加熱溫度到達交聯劑的分解溫度后，交聯劑中的過氧鍵斷裂形成過氧自由基RO﹣，極易與EVA支鏈上烷基的H結合，兩個烷基活性基團結合后便形成交聯的EVA，機理如下：

EVA交聯機理圖

交聯度決定了EVA膠膜的內聚強度，影響EVA膠膜與背板玻璃的剝離強度，交聯度檢測數據將直接反映組件封裝的可靠性，從而決定組件質量。

影響EVA交聯度的因素有哪些？

交聯劑添加量：交聯劑添加量的增多，會使交聯度升高，但過多易產生老化黃變；添加量太少則交聯度過低，粘結強度和抗老化能力同樣會受到影響，實驗證明在75%-80%為最佳。

層壓溫度：層壓溫度直接影響EVA的交聯度。如果層壓溫度偏低，交聯度可能不足，可能導致電池片移位甚至碎裂。相反，層壓溫度過高會使EVA老化黃變，影響組件的使用壽命。

將六款EVA膠膜（分別標記為1-6），按照層壓溫度140℃和145℃進行層壓制樣，將制好后的樣品按照化學法進行交聯度測試，實驗結果如下圖。

通過化學法測試得到的交聯度值

層壓保持時間：層壓保持時間也會影響EVA的交聯度。如果保持時間過短，交聯度可能不足；過長的保持時間可能導致交聯度過高。

交聯度與層壓時間關系圖

如圖所示，約3-4分鐘后，對于層壓時間>4分鐘的EVA復合物表現出>80%的凝膠含量，預計最大凝膠含量為90±1%；隨著層壓時間的增加，穩定性顯著降低：層壓時間為2分鐘的樣品顯示出高可變性，表明反應早期狀態下交聯的不均勻性，隨著反應接近完成而趨于平穩。

如何進行二甲苯萃取法測試？

制作不銹鋼網袋：將120目的不銹鋼網制作成頂端有開口的袋子，稱取重量為(W1)。

取樣：將已交聯的EVA膠樣在1/10000電子天平準確稱取,將樣品放入已知重量的不銹鋼網袋里，稱取重量為(W2)。

萃?。?/strong>將試樣包稱取重量為(W3)后懸吊在反應瓶中。以二甲苯為溶劑加熱到140℃左右，沸騰回流3~5h,一般回流速度為20~40滴/分。

計算： 冷卻取出后，放入真空烘箱中烘3h完全除去溶劑，放置于干燥皿中冷卻10~20min,取出稱量為(W4)。

交聯度C(%)=[1-(W3-W4)1(W2-W1)]×100%

W1：三邊封口一邊開口的空袋重量

W2：裝有試樣的袋重(三邊封一邊開口的袋)

W3：裝有試樣封口的袋重

W4：經溶劑萃取并干燥后的試樣袋重

本測試方法屬溶劑萃取法。試樣要在有代表性的不同部位取出。萃取劑要達到一定的沸騰程度，起攪拌作用。懸掛的試樣袋底邊，應靠近瓶底，確保溶解。

美能EVA交聯度測試系統

美能EVA交聯度測試系統包含全鋼通風柜、真空干燥箱、電子天平、數顯溫控電熱套、燒瓶、冷凝器等標準配置。除了可用于光伏組件封裝的EVA交聯度測試，亦可用于聚乙烯交聯（PE-X）、天然高分子離子交聯及高分子結晶度等其他材料的測試。

介紹：

美能EVA交聯度測試系統通過測定產品的凝膠含量來確定交聯度，將試樣在選定的溶劑中按規定進行時間進行萃取并稱量其萃取前后的質量，以經萃取而未被溶解的剩余物所占的質量百分數(即凝膠含量)作為試樣的交聯度。

滿足標準:

IEC 62788-1-6:2017、GB/T 29848-2018、CQC 3307-2014

功能特點:

?加熱功率比例可調

?具有良好的防腐蝕性，抗化學性。

?升溫速度快，控溫精確高，操作簡單，同時滿足1~6只樣品測定。

?智能控溫儀具有設定、測定溫度功能，雙數字顯示，PID自整定，控溫精確可靠。

EVA交聯度測試系統廣泛應用于生產線上的質量控制和檢測環節，通過對組件進行全面檢測，確保產品符合標準要求。同時，也可以幫助研究人員深入了解光伏組件的制造工藝和性能特點，為行業的持續發展提供重要參考。未來，隨著組件向更高效率和更長壽命方向發展，美能光伏將助力太陽能行業邁向更加光明的未來。

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「美能光伏」涵蓋太陽能光伏的整個產業鏈：從機理研究到組件以及發電廠的質量保證。我們的研發范圍旨在與行業合作，促進在市場上推出新的創新產品。我們的目標是降低制造成本并支持中國光伏產業參與國際競爭。

公司研發出美能在線濕法工作站，在線四探針，在線poly膜厚檢測儀，微晶晶化率測試儀、量子效率測試儀、美能二次元測試儀、美能3D顯微鏡、美能TLM等一系列先進光伏電池片制程檢測設備。同時針對光伏組件IEC61215、IEC61730測試標準以及BIPV光伏建筑一體化標準，為光伏組件實驗室提供綜合專業的綜合測試解決方案，產品涵蓋力學可靠性，環境可靠性，電性能測試和化學材料分析等測試設備。公司擁有超過20名的資深研發工程師，以及超過60名的產品和技術工程師。