太阳电池封装材料_EVA_简介[2]
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Ｓ ｐｅ ｃｉａ ｌ Ｓ ｕｂｊｅ ｃｔ 专 题
专题文章之六
太阳电池封装材料（ Ｅ ＶＡ） 简介
浙江化工科技集团有限公司 刘耀华 ＊ 周志英 郑红亚 潘锐
摘 要 本文针对目前国际和国内光伏行业应用较为成熟的 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜进行了概述，介绍了本公司承接我国 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜国产化以来，对 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜的性能、层压工艺、注意事项及关键指标做了介绍。
（ Ｃ Ｈ ２— ——Ｃ Ｈ ２）ｍ —— —（ Ｃ Ｈ —— —Ｃ Ｈ ２）ｎ Ｏ
此外，生产厂家和用户比较关心的问题是，Ｅ Ｖ Ａ 是否能经 得住紫外光老化。如果 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜未经改性，它必定会受紫外
Ｏ Ｃ —— —Ｃ Ｈ ３
线破坏，发生龟裂，或降解变色，或和玻璃、ＴＰ Ｔ 脱胶，尤其用
Ｅ Ｖ Ａ 具有优良的柔韧性、耐冲击性、弹性、光学透明性、低 于高原地区的太阳电池更应重视此问题。因此还要采取抗紫
快速固化 Ｅ Ｖ Ａ ：层压机设置 １３５￣ １４０℃，电池板放入，抽 把气体排除干净，这样就可以避免在 ＥＶＡ 中形成气泡。
气 ５ ～８ｍ ｉｎ，加压 ３ｍ ｉｎ，恒温 １３５ ～１４０℃，固化 １５ ～２０ｍ ｉｎ，放
Ｅ Ｖ Ａ 层在封装过程中，需要经常测定 Ｅ Ｖ Ａ 的凝胶含量来
气后即刻取出冷却。
示）和醋酸乙烯酯（ 以 Ｖ Ａ 表示）的含量。当 Ｍ Ｉ一定时，Ｖ Ａ 的 电池背材 ＴＰ Ｔ，从而能保障太阳电池长年正常工作。
含量增高，Ｅ Ｖ Ａ 的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提
综上所述，Ｅ Ｖ Ａ 胶膜不仅是起粘接密封作用，而且对太阳
高；Ｖ Ａ 的含量降低，Ｅ Ｖ Ａ 则接近于聚乙烯的性能。当 Ｖ Ａ 含量 电池的质量与寿命起着至关重要的作用，从某种意义上说，太
玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳 ２ 层压工艺
电池组件功率输出有增益作用。
２．１ 主要工艺步骤
Ｅ Ｖ Ａ 胶膜是一种热固性的膜状热熔胶，常温下不发粘，便
（ １）叠层：依次将盖板玻璃、Ｅ Ｖ Ａ 膜、互相连接好的太阳
于操作；在熔融状态下，它和硅晶片、玻璃、ＴＰ Ｔ 产生粘接，成 电池、玻璃纤维（ Ｓ ｃｒｉｍ ）薄片、Ｅ Ｖ Ａ 膜、聚氟乙烯膜（ 或复合
气 ５ ～８ｍ ｉｎ，加压 ３ｍ ｉｎ，同时升温到 １４５ ～１５０℃，恒温固化 止过氧化物分解形成气泡。另外，在硅太阳电池与 ＥＶＡ 膜之间有
３０ｍ ｉｎ，放气后即刻取出冷却。
一层未经编织的玻璃纤维（ Ｓｃｒｉｍ ）薄片，它的作用是使气体通过
（ ２）方法二
它的空隙，容易从叠层件中排出去，尤其是对大型组件，可以保证
２．２ 典型层压工艺
温度（ １５０℃）的时间太长，由于交联剂热分解，使 Ｅ Ｖ Ａ 不固
２．２．１ 一步法
化；升温速度太快，又会产生气泡。
（ １）方法一
ＥＶＡ 层压工艺中，消除 ＥＶＡ 中的气泡是另一个关键。叠层时
快速固化 Ｅ Ｖ Ａ ：层压机设置 １００～１２０℃，电池板放入，抽 进入的空气和过氧化物交联剂热分解产生的氧气是形成气泡的
一定时，分子量降低则软化点下降，而加工性及表面光泽改善， 阳电池板的寿命由 Ｅ Ｖ Ａ 决定。而 Ｅ Ｖ Ａ 的质量又决定于它的配
但强度降低；分于量增大，可提高耐冲击性和应力开裂性。
方与改性技术，这不是从 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜的表现上或仅从粘接得好
用于封装硅太阳电池组件的 ＥＶＡ ，主要根据透光性能和加工成 坏上就能判断的。
分析 Ｅ Ｖ Ａ 的固化程度，以达到控制封装质量的目的。通常 Ｅ Ｖ Ａ
２．２．２ 两步法
凝胶含量达到 ６５％ 时，就可以认为基本固化了。交联度，是指
（ １）层压机设置 １００～１２０℃，电池板放入，抽气 ５～８ｍ ｉｎ， Ｅ Ｖ Ａ 分子经交联反应达到不溶不熔的凝胶固化的程度。其测
加压 ３ｍ ｉｎ，放气后即刻取出冷却。
关键词 Ｅ Ｖ Ａ 太阳电池 胶膜 封装
Ｓ ｏｌａ ｒ Ｃｅ ｌｌ Ｆｉｌｍ Ｅｎｃａ ｐｓ ｕｌａ ｎｔ— ——ＥＶＡ Ｂ ｙ Ｌｉｕ Ｙ ａｏｈｕａ＊，Ｚｈｏｕ Ｚｈｉｙｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇ Ｈ ｏｎｇｙａ ａｎｄ Ｐ ａｎ Ｒ ｕｉ
Ａｂｓ ｔｒａ ｃｔ Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｒｉｅｓ ｔｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ Ｅ Ｖ Ａ ｆｉｌｍ ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ ｐｏｐｕｌａｒ ｉｎ ｆｏｒｅｉｇｎ ａｎｄ ｄｏｍ ｅｓｔｉｃ Ｐ Ｖ ｓｏｌａｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ａｎｄ ｎａｒｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｌａｍ ｉｎａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓ＼ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｋｅｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｅ Ｖ Ａ ｆｉｌｍ ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ．
烯复合膜）粘合为一体，构成太阳电池板。
鉴定与攻关验收。该成果获得浙江省 １９９６ 年度科技进步二等
晶体硅太阳电池行业用的封装粘接材料为胶粘剂。上世 奖。研究论文被美国化学文摘收录（ Ｃ Ａ １２７：５１７５８ｂ）。
纪 ８０ 年代前，国内外曾试过用液态硅树脂和聚乙烯醇缩丁醛
１９９８ 年浙江化工研究院建成了国内第一条自控程度较
树脂片（ Ｐ Ｖ Ｂ ），但因价格高、施工条件苛刻、物性不好而被淘 高、年产 ３０ 万 ｍ ２、幅宽达 １ ０００ｍ ｍ 以上太阳能电池 Ｅ Ｖ Ａ 胶
汰。８０ 年代起国外开始研制 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜，它是一种热熔粘接胶 膜标准生产线，同时将第二代快速固化胶膜产品推向市场，获
膜，常温下无粘性而具抗粘连性，经一定条件热压便发生熔融 得大量使用。２００２ 年获国家发改委 ／世界银行 ／Ｇ Ｅ Ｆ 技术进步
粘接与交联固化。其在太阳电池封装与户外使用上均获得了 项目支持。目前，浙江化工科技集团有三条生产线，年产能力
相当满意的效果。
１００ 余万 ｍ ２ 以上。
我国于上世纪 ８０ 年代中期开始，陆续从美国引进单晶硅 太阳电池生产线七条，并逐年从美国进口 ＥＶＡ 胶膜。为改变每 年进口封装材料的被动局面，国家科委将 ＥＶＡ 胶膜国产化列 入“ 八五”攻关计划。为实现 ＥＶＡ 胶膜国产化，浙江化工研究 院于 ８０ 年代后期着手研究，目标是取代进口，实现国产化。浙
定原理为，将 Ｅ Ｖ Ａ 样品装入 １２０ 目不锈钢丝网袋内，置沸腾二
（ ２）层压后的电池板放入固化炉（ 烘箱），然后再：①速 甲苯中萃取。未经交联的 Ｅ Ｖ Ａ ，在二甲苯沸腾液中，样品迅速
固化 ＥＶＡ ：１３５～１４０℃，固化 １５～２０ｍ （ｉｎ 或 １４０℃，固化 １５ｍ ｉｎ）； 全部熔溶到二甲苯中，故交联度为 ０。而交联 Ｅ Ｖ Ａ ，在萃取操作
气 ５～８ｍ ｉｎ，加压 ３ｍ ｉｎ，同时升温到 １３５～１４０℃，恒温固化 主要原因。消除气泡的办法是在加热之前，层压器的上、下两室同
１５～２０ｍ ｉｎ，放气后即刻取出冷却。
时抽空，把空气从组合叠层件中抽干净，当温度达到 １２０℃时，上
常规固化 Ｅ Ｖ Ａ ：层压机设置 １００～１２０℃，电池板放入，抽 室放空逐渐恢复到常压，也就是对下室加压，这样的压力可以阻
露于大气中，其光电转换机能会衰减。为此采用透明、耐光老 由用户反馈意见，再研究再提高，获得了太阳电池厂家的认可。
化、粘接性好、能承受大气变化且具有弹性的 Ｅ Ｖ Ａ 胶层将硅晶 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜的研究成功，填补了国内空白，实现了攻关目标。
片组包封，并和上层保护材料玻璃、下层保护材料 ＴＰ Ｔ（聚氟乙 １９９５ 年 １１ 月由国家科委委托浙江省科委在杭州通过了成果
＊ 刘耀华， １９６２ 年出生， 硕士， 高级工程师 地址： 杭州市西溪路 ９２６ 号（ 杭州市天目山路
３８７ 号） wk.baidu.com编： ３１００２３ 电话： （ ０５７１） ８５２２７８１５ １３９５７１２８６６９ Ｅ － ｍ ａｉｌ： ｚｃｉｅｖａ ＠ ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ ．ｃｎ
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订阅本刊请拨：０１０－８８６８１８４３ 转 ８０２７
专 题 Ｓ ｐｅ ｃｉａ ｌ Ｓ ｕｂｊｅ ｃｔ
１ ＥＶＡ 材料
度时，交联剂分解产生自由基，引发 Ｅ Ｖ Ａ 分子间的结合，形成
１．１ Ｅ Ｖ Ａ 树脂
三维网状结构，使 Ｅ Ｖ Ａ 胶层交联固化，当交联度达到 ６０％ 以
Ｅ Ｖ Ａ 是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，它的结构如下：
上时就能承受大气的变化，不再发生热胀冷缩。
②常规固化 Ｅ Ｖ Ａ ：１４５～１５０℃，固化 ３０ｍ ｉｎ。
结束后，还能清楚观察到不锈钢丝网袋中残留有亮晶的试样，
几种典型的层压工艺如表 １ 所示。
该残留试样量与试样总量之比即为交联度。
表 １ 几种典型的层压工艺
标准固化 快速固化 快速固化
Ｌａｍ ｉｎａｔｉｎｇ Ｃ ｏｎｄｉｔｉｏｎｓ 热板温度（ ℃） １１０￣ １２０ １１０￣ １２０ １３５￣ １４０
仍处在真空状态。循环冷却，取消下室真空，取出组合件，用快
Ｅ Ｖ Ａ 层压工艺中，升温速率是封装成败的关键之一。首先
刀把组合件边缘多余的 Ｅ Ｖ Ａ 切掉。然后封边框和装接线盒，组 加热使 Ｅ Ｖ Ａ 软化，流动和填满电池间的空隙，然后在较高的温
装成太阳电池组件。
度下使 Ｅ Ｖ Ａ 固化，交联成网状大分子。如果加热到 Ｅ Ｖ Ａ 固化
Ｅ Ｖ Ａ 成膜采用的是挤压成型工艺。根据不同的 Ｅ Ｖ Ａ 的配 日用完，应遮盖紧密。若吸潮，会影响 Ｅ Ｖ Ａ 和玻璃的粘接力；
方，选择不同的挤压温度。选用优质的 Ｅ Ｖ Ａ 基料对提高胶膜 若吸尘，必影响透光率；和带色、不洁的物体接触，由于 Ｅ Ｖ Ａ
透光率甚为重要，其胶膜经加热封装后，变得完全透明，它和 胶膜的吸附能力强，易被污染。
（ ３）加热：层压器的上下两室保持真空，加热叠层件。
性，内聚强度低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩致硅晶片碎
（ ４）加压：叠层件加热到 １１０￣ １２０℃时，层压器的上室
裂。为此要对 Ｅ Ｖ Ａ 进行改性，其办法是采取化学交联，即在 逐渐取消真空回到常压。这时层压器的下室仍处于真空状态，
Ｅ Ｖ Ａ 中添加有机过氧化物交联剂，当 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜加热到一定温
为太阳电池板。
膜）叠在一起。
未经改性的 Ｅ Ｖ Ａ 具有透明、柔软、有热熔粘接性、熔融温
（ ２）抽真空：把上述叠层件放到双真空层压器的下室。
度低（ ＜ ８０℃）、熔融流动性好等特点。这些特征满足了胶膜 层压器的上、下两室同时抽真空，约 ５ｍ ｉｎ。
制造与太阳电池封装的需求，但其耐热性差，易延伸而低弹
温绕曲性、粘着性、耐环境应力开裂性、耐候性、耐腐蚀性、热密 外光老化措施。使 Ｅ Ｖ Ａ 胶层内含有吸收紫外光的主、辅剂配
封性以及电性能等。
合的复合光稳定剂，能起到吸收紫外光的协同效应。Ｅ Ｖ Ａ 胶
Ｅ Ｖ Ａ 的性能主要取决于分子量（ 可以用熔融指数 Ｍ Ｉ表 膜具有吸收紫外光性能，除保护 Ｅ Ｖ Ａ 胶层本身外，还可保护
Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ Ｅ Ｖ Ａ Ｓ ｏｌａｒ ｃｅｌｌ Ｆｉｌｍ Ｅ ｎｃａｐｓｕｌａｎｔ
０ 前言
江化工研究院从小试到中试，建立了一套试产能力达 ５ 万 ｍ ２／ａ
太阳电池发电利用的是硅等半导体材料的量子效应，直 的装置进行了配方研究、Ｅ Ｖ Ａ 改性技术研究、胶膜制造的工艺
接把太阳光谱中的可见光转变为电能。可是硅晶片若直接暴 技术与试产设备的研究。边试验边出产品供太阳电池厂试用，
膜性能进行选择，美国 Ｓｐｒｉｎｇｂｏｒｎ 实验室首先研究出一种 ＥＶＡ 成膜
为了 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜在太阳电池中充分发挥应有的作用，在使
配方，美国各生产厂家选择了杜邦公司生产的 Ｅｌｖａｘ ＥＶＡ 树脂。
用过程中，要注意防潮防尘，免与带色物体接触；不要将脱去
１．２ Ｅ Ｖ Ａ 太阳电池胶膜
外包装的整卷胶膜暴露在空气中；分切成片的胶膜如不能当
４６
新闻热线（： ０１０）６８６３ ５２０３ Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｊｂ３２９７＠２６３．ｎｅｔ
也就是使上室对下室中的层压件产生一个大气压的压力。
Ｓ ｐｅ ｃｉａ ｌ Ｓ ｕｂｊｅ ｃｔ 专 题
（ ５）保温固化：在固化温度下，恒温固化。
是看电池板中是否有气泡，温度越高越容易产生气泡，但固化
（ ６）冷却：恒温固化后，层压器撤离热源，层压器的下室 时间可以短一些。
（ 层压条件） 真空时间（ ｍ ｉｎ） ５￣ １０ ５￣ １（０ ８）＊ ５￣ １０
加压时间（ ｍ ｉｎ） ２￣ ５ ２￣（５ ３）＊ １５￣ ２０
Ｃ ｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ Ｃ ｏｎｄｉｔｉｏｎｓ 固化炉温度（ ℃） １４５￣ １５０ １３５￣ １４０
专题文章之六
太阳电池封装材料（ Ｅ ＶＡ） 简介
浙江化工科技集团有限公司 刘耀华 ＊ 周志英 郑红亚 潘锐
摘 要 本文针对目前国际和国内光伏行业应用较为成熟的 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜进行了概述，介绍了本公司承接我国 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜国产化以来，对 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜的性能、层压工艺、注意事项及关键指标做了介绍。
（ Ｃ Ｈ ２— ——Ｃ Ｈ ２）ｍ —— —（ Ｃ Ｈ —— —Ｃ Ｈ ２）ｎ Ｏ
此外，生产厂家和用户比较关心的问题是，Ｅ Ｖ Ａ 是否能经 得住紫外光老化。如果 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜未经改性，它必定会受紫外
Ｏ Ｃ —— —Ｃ Ｈ ３
线破坏，发生龟裂，或降解变色，或和玻璃、ＴＰ Ｔ 脱胶，尤其用
Ｅ Ｖ Ａ 具有优良的柔韧性、耐冲击性、弹性、光学透明性、低 于高原地区的太阳电池更应重视此问题。因此还要采取抗紫
快速固化 Ｅ Ｖ Ａ ：层压机设置 １３５￣ １４０℃，电池板放入，抽 把气体排除干净，这样就可以避免在 ＥＶＡ 中形成气泡。
气 ５ ～８ｍ ｉｎ，加压 ３ｍ ｉｎ，恒温 １３５ ～１４０℃，固化 １５ ～２０ｍ ｉｎ，放
Ｅ Ｖ Ａ 层在封装过程中，需要经常测定 Ｅ Ｖ Ａ 的凝胶含量来
气后即刻取出冷却。
示）和醋酸乙烯酯（ 以 Ｖ Ａ 表示）的含量。当 Ｍ Ｉ一定时，Ｖ Ａ 的 电池背材 ＴＰ Ｔ，从而能保障太阳电池长年正常工作。
含量增高，Ｅ Ｖ Ａ 的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提
综上所述，Ｅ Ｖ Ａ 胶膜不仅是起粘接密封作用，而且对太阳
高；Ｖ Ａ 的含量降低，Ｅ Ｖ Ａ 则接近于聚乙烯的性能。当 Ｖ Ａ 含量 电池的质量与寿命起着至关重要的作用，从某种意义上说，太
玻璃粘合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳 ２ 层压工艺
电池组件功率输出有增益作用。
２．１ 主要工艺步骤
Ｅ Ｖ Ａ 胶膜是一种热固性的膜状热熔胶，常温下不发粘，便
（ １）叠层：依次将盖板玻璃、Ｅ Ｖ Ａ 膜、互相连接好的太阳
于操作；在熔融状态下，它和硅晶片、玻璃、ＴＰ Ｔ 产生粘接，成 电池、玻璃纤维（ Ｓ ｃｒｉｍ ）薄片、Ｅ Ｖ Ａ 膜、聚氟乙烯膜（ 或复合
气 ５ ～８ｍ ｉｎ，加压 ３ｍ ｉｎ，同时升温到 １４５ ～１５０℃，恒温固化 止过氧化物分解形成气泡。另外，在硅太阳电池与 ＥＶＡ 膜之间有
３０ｍ ｉｎ，放气后即刻取出冷却。
一层未经编织的玻璃纤维（ Ｓｃｒｉｍ ）薄片，它的作用是使气体通过
（ ２）方法二
它的空隙，容易从叠层件中排出去，尤其是对大型组件，可以保证
２．２ 典型层压工艺
温度（ １５０℃）的时间太长，由于交联剂热分解，使 Ｅ Ｖ Ａ 不固
２．２．１ 一步法
化；升温速度太快，又会产生气泡。
（ １）方法一
ＥＶＡ 层压工艺中，消除 ＥＶＡ 中的气泡是另一个关键。叠层时
快速固化 Ｅ Ｖ Ａ ：层压机设置 １００～１２０℃，电池板放入，抽 进入的空气和过氧化物交联剂热分解产生的氧气是形成气泡的
一定时，分子量降低则软化点下降，而加工性及表面光泽改善， 阳电池板的寿命由 Ｅ Ｖ Ａ 决定。而 Ｅ Ｖ Ａ 的质量又决定于它的配
但强度降低；分于量增大，可提高耐冲击性和应力开裂性。
方与改性技术，这不是从 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜的表现上或仅从粘接得好
用于封装硅太阳电池组件的 ＥＶＡ ，主要根据透光性能和加工成 坏上就能判断的。
分析 Ｅ Ｖ Ａ 的固化程度，以达到控制封装质量的目的。通常 Ｅ Ｖ Ａ
２．２．２ 两步法
凝胶含量达到 ６５％ 时，就可以认为基本固化了。交联度，是指
（ １）层压机设置 １００～１２０℃，电池板放入，抽气 ５～８ｍ ｉｎ， Ｅ Ｖ Ａ 分子经交联反应达到不溶不熔的凝胶固化的程度。其测
加压 ３ｍ ｉｎ，放气后即刻取出冷却。
关键词 Ｅ Ｖ Ａ 太阳电池 胶膜 封装
Ｓ ｏｌａ ｒ Ｃｅ ｌｌ Ｆｉｌｍ Ｅｎｃａ ｐｓ ｕｌａ ｎｔ— ——ＥＶＡ Ｂ ｙ Ｌｉｕ Ｙ ａｏｈｕａ＊，Ｚｈｏｕ Ｚｈｉｙｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇ Ｈ ｏｎｇｙａ ａｎｄ Ｐ ａｎ Ｒ ｕｉ
Ａｂｓ ｔｒａ ｃｔ Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｒｉｅｓ ｔｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ Ｅ Ｖ Ａ ｆｉｌｍ ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ ｐｏｐｕｌａｒ ｉｎ ｆｏｒｅｉｇｎ ａｎｄ ｄｏｍ ｅｓｔｉｃ Ｐ Ｖ ｓｏｌａｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ａｎｄ ｎａｒｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｌａｍ ｉｎａｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓ＼ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｋｅｙ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｅ Ｖ Ａ ｆｉｌｍ ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ．
烯复合膜）粘合为一体，构成太阳电池板。
鉴定与攻关验收。该成果获得浙江省 １９９６ 年度科技进步二等
晶体硅太阳电池行业用的封装粘接材料为胶粘剂。上世 奖。研究论文被美国化学文摘收录（ Ｃ Ａ １２７：５１７５８ｂ）。
纪 ８０ 年代前，国内外曾试过用液态硅树脂和聚乙烯醇缩丁醛
１９９８ 年浙江化工研究院建成了国内第一条自控程度较
树脂片（ Ｐ Ｖ Ｂ ），但因价格高、施工条件苛刻、物性不好而被淘 高、年产 ３０ 万 ｍ ２、幅宽达 １ ０００ｍ ｍ 以上太阳能电池 Ｅ Ｖ Ａ 胶
汰。８０ 年代起国外开始研制 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜，它是一种热熔粘接胶 膜标准生产线，同时将第二代快速固化胶膜产品推向市场，获
膜，常温下无粘性而具抗粘连性，经一定条件热压便发生熔融 得大量使用。２００２ 年获国家发改委 ／世界银行 ／Ｇ Ｅ Ｆ 技术进步
粘接与交联固化。其在太阳电池封装与户外使用上均获得了 项目支持。目前，浙江化工科技集团有三条生产线，年产能力
相当满意的效果。
１００ 余万 ｍ ２ 以上。
我国于上世纪 ８０ 年代中期开始，陆续从美国引进单晶硅 太阳电池生产线七条，并逐年从美国进口 ＥＶＡ 胶膜。为改变每 年进口封装材料的被动局面，国家科委将 ＥＶＡ 胶膜国产化列 入“ 八五”攻关计划。为实现 ＥＶＡ 胶膜国产化，浙江化工研究 院于 ８０ 年代后期着手研究，目标是取代进口，实现国产化。浙
定原理为，将 Ｅ Ｖ Ａ 样品装入 １２０ 目不锈钢丝网袋内，置沸腾二
（ ２）层压后的电池板放入固化炉（ 烘箱），然后再：①速 甲苯中萃取。未经交联的 Ｅ Ｖ Ａ ，在二甲苯沸腾液中，样品迅速
固化 ＥＶＡ ：１３５～１４０℃，固化 １５～２０ｍ （ｉｎ 或 １４０℃，固化 １５ｍ ｉｎ）； 全部熔溶到二甲苯中，故交联度为 ０。而交联 Ｅ Ｖ Ａ ，在萃取操作
气 ５～８ｍ ｉｎ，加压 ３ｍ ｉｎ，同时升温到 １３５～１４０℃，恒温固化 主要原因。消除气泡的办法是在加热之前，层压器的上、下两室同
１５～２０ｍ ｉｎ，放气后即刻取出冷却。
时抽空，把空气从组合叠层件中抽干净，当温度达到 １２０℃时，上
常规固化 Ｅ Ｖ Ａ ：层压机设置 １００～１２０℃，电池板放入，抽 室放空逐渐恢复到常压，也就是对下室加压，这样的压力可以阻
露于大气中，其光电转换机能会衰减。为此采用透明、耐光老 由用户反馈意见，再研究再提高，获得了太阳电池厂家的认可。
化、粘接性好、能承受大气变化且具有弹性的 Ｅ Ｖ Ａ 胶层将硅晶 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜的研究成功，填补了国内空白，实现了攻关目标。
片组包封，并和上层保护材料玻璃、下层保护材料 ＴＰ Ｔ（聚氟乙 １９９５ 年 １１ 月由国家科委委托浙江省科委在杭州通过了成果
＊ 刘耀华， １９６２ 年出生， 硕士， 高级工程师 地址： 杭州市西溪路 ９２６ 号（ 杭州市天目山路
３８７ 号） wk.baidu.com编： ３１００２３ 电话： （ ０５７１） ８５２２７８１５ １３９５７１２８６６９ Ｅ － ｍ ａｉｌ： ｚｃｉｅｖａ ＠ ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ ．ｃｎ
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订阅本刊请拨：０１０－８８６８１８４３ 转 ８０２７
专 题 Ｓ ｐｅ ｃｉａ ｌ Ｓ ｕｂｊｅ ｃｔ
１ ＥＶＡ 材料
度时，交联剂分解产生自由基，引发 Ｅ Ｖ Ａ 分子间的结合，形成
１．１ Ｅ Ｖ Ａ 树脂
三维网状结构，使 Ｅ Ｖ Ａ 胶层交联固化，当交联度达到 ６０％ 以
Ｅ Ｖ Ａ 是乙烯与醋酸乙烯脂的共聚物，它的结构如下：
上时就能承受大气的变化，不再发生热胀冷缩。
②常规固化 Ｅ Ｖ Ａ ：１４５～１５０℃，固化 ３０ｍ ｉｎ。
结束后，还能清楚观察到不锈钢丝网袋中残留有亮晶的试样，
几种典型的层压工艺如表 １ 所示。
该残留试样量与试样总量之比即为交联度。
表 １ 几种典型的层压工艺
标准固化 快速固化 快速固化
Ｌａｍ ｉｎａｔｉｎｇ Ｃ ｏｎｄｉｔｉｏｎｓ 热板温度（ ℃） １１０￣ １２０ １１０￣ １２０ １３５￣ １４０
仍处在真空状态。循环冷却，取消下室真空，取出组合件，用快
Ｅ Ｖ Ａ 层压工艺中，升温速率是封装成败的关键之一。首先
刀把组合件边缘多余的 Ｅ Ｖ Ａ 切掉。然后封边框和装接线盒，组 加热使 Ｅ Ｖ Ａ 软化，流动和填满电池间的空隙，然后在较高的温
装成太阳电池组件。
度下使 Ｅ Ｖ Ａ 固化，交联成网状大分子。如果加热到 Ｅ Ｖ Ａ 固化
Ｅ Ｖ Ａ 成膜采用的是挤压成型工艺。根据不同的 Ｅ Ｖ Ａ 的配 日用完，应遮盖紧密。若吸潮，会影响 Ｅ Ｖ Ａ 和玻璃的粘接力；
方，选择不同的挤压温度。选用优质的 Ｅ Ｖ Ａ 基料对提高胶膜 若吸尘，必影响透光率；和带色、不洁的物体接触，由于 Ｅ Ｖ Ａ
透光率甚为重要，其胶膜经加热封装后，变得完全透明，它和 胶膜的吸附能力强，易被污染。
（ ３）加热：层压器的上下两室保持真空，加热叠层件。
性，内聚强度低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩致硅晶片碎
（ ４）加压：叠层件加热到 １１０￣ １２０℃时，层压器的上室
裂。为此要对 Ｅ Ｖ Ａ 进行改性，其办法是采取化学交联，即在 逐渐取消真空回到常压。这时层压器的下室仍处于真空状态，
Ｅ Ｖ Ａ 中添加有机过氧化物交联剂，当 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜加热到一定温
为太阳电池板。
膜）叠在一起。
未经改性的 Ｅ Ｖ Ａ 具有透明、柔软、有热熔粘接性、熔融温
（ ２）抽真空：把上述叠层件放到双真空层压器的下室。
度低（ ＜ ８０℃）、熔融流动性好等特点。这些特征满足了胶膜 层压器的上、下两室同时抽真空，约 ５ｍ ｉｎ。
制造与太阳电池封装的需求，但其耐热性差，易延伸而低弹
温绕曲性、粘着性、耐环境应力开裂性、耐候性、耐腐蚀性、热密 外光老化措施。使 Ｅ Ｖ Ａ 胶层内含有吸收紫外光的主、辅剂配
封性以及电性能等。
合的复合光稳定剂，能起到吸收紫外光的协同效应。Ｅ Ｖ Ａ 胶
Ｅ Ｖ Ａ 的性能主要取决于分子量（ 可以用熔融指数 Ｍ Ｉ表 膜具有吸收紫外光性能，除保护 Ｅ Ｖ Ａ 胶层本身外，还可保护
Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ Ｅ Ｖ Ａ Ｓ ｏｌａｒ ｃｅｌｌ Ｆｉｌｍ Ｅ ｎｃａｐｓｕｌａｎｔ
０ 前言
江化工研究院从小试到中试，建立了一套试产能力达 ５ 万 ｍ ２／ａ
太阳电池发电利用的是硅等半导体材料的量子效应，直 的装置进行了配方研究、Ｅ Ｖ Ａ 改性技术研究、胶膜制造的工艺
接把太阳光谱中的可见光转变为电能。可是硅晶片若直接暴 技术与试产设备的研究。边试验边出产品供太阳电池厂试用，
膜性能进行选择，美国 Ｓｐｒｉｎｇｂｏｒｎ 实验室首先研究出一种 ＥＶＡ 成膜
为了 Ｅ Ｖ Ａ 胶膜在太阳电池中充分发挥应有的作用，在使
配方，美国各生产厂家选择了杜邦公司生产的 Ｅｌｖａｘ ＥＶＡ 树脂。
用过程中，要注意防潮防尘，免与带色物体接触；不要将脱去
１．２ Ｅ Ｖ Ａ 太阳电池胶膜
外包装的整卷胶膜暴露在空气中；分切成片的胶膜如不能当
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也就是使上室对下室中的层压件产生一个大气压的压力。
Ｓ ｐｅ ｃｉａ ｌ Ｓ ｕｂｊｅ ｃｔ 专 题
（ ５）保温固化：在固化温度下，恒温固化。
是看电池板中是否有气泡，温度越高越容易产生气泡，但固化
（ ６）冷却：恒温固化后，层压器撤离热源，层压器的下室 时间可以短一些。
（ 层压条件） 真空时间（ ｍ ｉｎ） ５￣ １０ ５￣ １（０ ８）＊ ５￣ １０
加压时间（ ｍ ｉｎ） ２￣ ５ ２￣（５ ３）＊ １５￣ ２０
Ｃ ｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ Ｃ ｏｎｄｉｔｉｏｎｓ 固化炉温度（ ℃） １４５￣ １５０ １３５￣ １４０