基于EVA胶膜的真空层压工艺
EVA对层压的影响
·66· Shang Pin Yu Zhi Liang Nhomakorabea工程技术
Gong Cheng Ji Shu
EVA 对层压的影响
汤玮宁 周健平 马 兵
西安黄河光伏科技股份有限公司 陕西西安市 710043 【摘 要】EVA 胶膜（简称 EVA）是晶体硅太阳电池组件封装中应用极为广泛的一种热熔胶，真空层压工艺就是在 真空条件下对 EVA 进行加热加压，实现 EVA 的固化，主要目的就是使 EVA 实现最优 【关键词】EVA 的基本特性；层压机和层压工艺 程度的固化，并防止电池片阵列在层压过程中出现整体移 位和产生气泡或发生脱层现象。层压机是制造太阳能电池组件 所需的一种重要设备，是把 EVA、太阳能电池片、钢化玻璃、 背膜（TPT、PET 等材料）在高温真空的条件下压制成具有一 定刚性的整体，即是在真空条件下对 EVA 进行加热和加压，实 现 EVA 的固化，达到对太阳电池密封的目的。 影响层压机的几个主要参数的设置因素很多，本文只是基 于层压工作原理上对 EVA 和层压之间关系的一些分析和总结。 EVA 胶膜（简称 EVA）是晶体硅太阳电池组件封装中应 用极为广泛的一种热熔胶，真空层压工艺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。主要目的就是使 EVA 实现最优程度的固化，并防止电 池片阵列在层压过程中出现整体移位和产生气泡或发生脱层现 象。 不同生产厂家生产的 EVA，由于所使用的配方不同，材料 的配比差异性也较大，因此，在层压过程中要选择适宜的层压 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，交联度不断增加，EVA 逐渐失去流动性，对太阳 能电池组件起到封装的作用。 3、交联度。 用于太阳能电池封装的 EVA 为线形高分子共聚物，通过交 联剂的作用， 在层压过程中发生交联反应转化为三维网状结构， 可显著提高聚合物的内聚强度、热稳定性等。 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 的重量百分比。如果交联度过低，EVA 的 三维网状结构尚未完全生成，其材质较为疏松，难以形成致密 的封装效果，具体表现为 EVA 材质疏松、且韧性和抗拉强度较 差、与背板和玻璃的粘结强度也比较低。但如果 EVA 的交联度 过高，则会造成 EVA 材质硬化，柔性降低，与背板和玻璃的粘 结强度反而会下降，甚至容易造成 EVA 与背板或玻璃的开裂， EVA 的耐老化性能也会降低。在光伏行业中经多种实验证明， 太阳能电池组件封装用 EVA，交联度在 85% ～ 90% 之间时， 其各方面的力学性能，即 EVA 的拉伸强度、断裂伸长率、以及 EVA 与玻璃、背板的粘结强度等综合性能最佳。 交联度实验上的测定方法有很多，最常见的是用溶剂二甲 苯来萃取样品中未交联部分，从而得以进行交联度的测定。
关于EVA参数
基于EV A的真空层压工艺EV A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EV A的特性来设计的。
这个工艺的主要目的就是使EV A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。
1EV A的基本特性1.1固化温度。
EV A是一种热熔胶，即在常温下，EV A是固体，没有粘性。
当把EV A加热到一定温度时，EV A会熔化粘结在与它接触的物体上。
用于太阳电池封装的EV A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。
因此要选择一适宜的层压温度，使EV A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，EV A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EV A在层压过程中发生了交联反应，形成了三维网状结构。
通常，EV A 的交联度用凝胶含量来表示，凝胶含量是交联的EV A占总的EV A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EV A进行加热加压，实现EV A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：z层压温度：对应着EV A的固化温度。
z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）。
z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EV A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EV A胶膜固化后更加致密，具有更好的力学性能。
EVA胶膜封装技术
EV A胶膜封装技术一、EV A胶膜太阳能电池封装用胶膜是以EV A为基料，辅以数种改性剂，经过膜设备热轧而成薄膜型产品。
EV A树脂是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物阴，结构如下：EV A胶膜在电池的封装过程中受热，产生交联反应，固化后的胶膜具有优良的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性、耐环境应力开裂性、耐侯性、耐腐蚀性以及电性能等。
EV A的性能主要取决于分子量(可以用熔体指数MFR表示)和醋酸乙烯酯(以vA表示)的含量。
当MFR一定时，V A的含量增高，EV A的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提高；V A的含量降低，EV A则接近于聚乙烯的性能。
当V A含量一定时，分子量降低则软化点下降，而加工性及表面光泽改善，但强度降低；分于量增大，可提高耐冲击性和应力开裂性。
(1)熔点：熔点随着V A％的增加而直线下降。
见图2．1。
(2)结晶度：结晶度随着V A％的增加而直线下降，当V A％趋近40％时，就完全失去了结晶性。
见图2．2。
(3)玻璃化温度：EV A的Tg(由塑性向刚性转移的临界温度)受V A％的影响不大，保持在一25--30℃的稳定值。
表明EV A具有抗低温性能。
常用EV A太阳能电池封装胶膜的基本技术参数：①固化条件：快固胶膜135。
140。
C、15-20min：常规胶膜145～150℃、30mira②剥离强度(N／cm)：玻璃／胶膜≥30；TPT／胶膜≥20：③透光率(％)：≥91；④交联度(％)：70~85；⑤耐温性：一40,--85℃；⑥耐紫外光老化：不龟裂、不变色。
EV A成型加工温度较低，范围较宽。
EV A在240℃以上显示分解倾向，温度超过250℃易分解，故有必要控制在240℃以下进行加工。
EV A胶膜除了有以上的属性之外，它还具有两项功能性作用：（1）、对玻璃的增透作用：EV A和玻璃的折射率约为1．5，正是EV A的折射率比空气更接近于玻璃，从而使得玻璃／EV A／玻璃要比玻璃／空气／玻璃的总反射率要小。
太阳电池封装胶膜EVA的研究进展(1)
太阳电池封装胶膜EVA的研究进展环境污染和能源短缺是人类在21世纪面临的最大挑战。
利用太阳电池将清洁的、可再生的能源阳光转变为电能是解决这两个问题的最有效途径之一。
为此太阳能利用已成为10年来发展最快的行业之一。
1. 太阳能电池的封装太阳能电池是将太阳辐射转换成电的装置，是太阳能开发的一项高新技术，是一种新型的特种电源。
阳光发电的原理是利用硅等半导体的量子效应，直接把太阳的可见光转换为电能。
可是硅若直接暴露于大气中，其光电转换机能会衰减，所以必须将电池封装起来。
目前硅晶片电池的封装常用的有4种。
（1）表面为环氧树脂封装。
环氧树脂封装的太阳能电池如图1所示。
底层用印制电路板作为衬底，中间为太阳能晶片，在晶片上面涂一层透明环氧树脂。
这种封装方法常用于小功率（5W以下）的太阳电池，其工艺简单，但环氧树脂经长期日晒后会变色泛黄，影响透光效果。
图1 环氧树脂封装的太阳能电池（2）表面为玻璃封装。
大功率的太阳能电池的封装结构如图2所示。
表面用透过率大于90%的玻璃，厚度为3mm，晶片的上、下两层为抗老化的EV A （乙烯—醋酸乙烯共聚物），衬底用TPT（复合塑料膜），五层材料经高温层压后加上铝合金框而成。
其中层压主要工艺步骤为：1、叠层：依次将盖板玻璃、EV A 膜、互相连接好的太阳电池、EV A 膜、聚氟乙烯膜（或复合膜）叠在一起。
2、抽真空：把上述叠层件放到双真空层压器的下室。
层压器的上、下两室同时抽真空，约5m in。
3、加热：层压器的上下两室保持真空，加热叠层件。
4、加压：叠层件加热到110~120℃时，层压器的上室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，也就是使上室对下室中的层压件产生一个大气压的压力。
5、保温固化：在固化温度下，恒温固化。
6、冷却：恒温固化后，层压器撤离热源，层压器的下室仍处在真空状态。
循环冷却，取消下室真空，取出组合件，用快刀把组合件边缘多余的EV A 切掉。
然后封边框和装接线盒，组装成太阳电池组件。
EVA的真空层压工艺
EV A的真空层压工艺EV A的真空层压工艺EV A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EV A的特性来设计的。
这个工艺的主要目的就是使EV A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。
1 EV A的基本特性1.1固化温度。
EV A是一种热熔胶，即在常温下，EV A是固体，没有粘性。
当把EV A加热到一定温度时，EV A会熔化粘结在与它接触的物体上。
用于太阳电池封装的EV A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。
因此要选择一适宜的层压温度，使EV A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，EV A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EV A在层压过程中发生了交联反应，形成了三维网状结构。
通常，EV A的交联度用凝胶含量来表示，凝胶含量是交联的EV A占总的EV A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EV A进行加热加压，实现EV A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：z层压温度：对应着EV A的固化温度。
..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）。
..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EV A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EV A胶膜固化后更加致密，具有更好的力学性能。
EVA胶膜层压工艺参数说明
EVA胶膜层压工艺参数说明EVA胶膜层压是一种常用于太阳能电池板、液晶显示屏、玻璃和金属等材料的层压工艺。
它是通过加热和压力使EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物）胶膜与两个或多个材料层进行粘结，从而形成一个坚固的复合结构。
下面是关于EVA胶膜层压工艺参数的详细说明。
1.温度参数：-熔融温度：EVA胶膜的熔融温度通常在120°C到180°C之间。
熔融温度太低可能导致粘结不牢固，熔融温度太高可能对材料造成损害。
-温度均匀性：确保整个层压过程中温度的均匀分布非常重要，以避免产生压力不均，影响粘结质量。
2.压力参数：-压力大小：EVA胶膜层压时的压力通常在5至10MPa之间，可根据材料的特性和需要进行调整。
-压力均匀性：确保层压过程中压力的均匀分布对于获得高质量的粘结非常重要。
-压力保持时间：层压压力需要在一定时间内维持不变，以确保材料能够充分粘结在一起。
3.层压速度：-层压速度的选择会对粘结的质量和工艺周期产生影响。
较快的速度可能导致粘结更不均匀，但可以减少工艺时间，而较慢的速度可能有助于更好的粘结。
-合适的层压速度应根据具体要求和实际情况进行确定。
4.EVA胶膜厚度：- EVA胶膜的厚度通常在0.2 mm到1 mm之间，一般情况下约为0.3 mm到0.5 mm。
较薄的胶膜可能在层压过程中更容易变形，而较厚的胶膜可能需要更高的温度和压力来达到充分粘结。
5.表面处理：-在层压之前，通常需要对待粘结的材料进行表面处理，以提高粘结的质量和可靠性。
表面处理可以包括去污、脱脂和改善表面粗糙度等步骤。
6.气体排放和包覆：-在EVA胶膜层压过程中，可能会产生气泡和挥发物。
适当的气体排放系统和胶膜包覆工艺可以有效减少气泡和挥发物的产生，确保层压质量。
7.复合材料：-EVA胶膜层压工艺常用于不同类型的复合材料，包括太阳能电池板、液晶显示屏、玻璃和金属等。
不同材料的选择和准备可能需要根据具体的工艺要求进行优化。
EVA胶膜层压工艺参数说明
EVA胶膜层压工艺参数说明压力：压力是EVA胶膜层压的主要参数之一、适当的压力能够确保EVA胶膜与光伏片之间的良好粘接，同时能够排出气泡和减小胶膜厚度。
一般来说，压力应该根据光伏片和夹层的材料厚度和硬度来选择，通常在10-20MPa之间。
温度：温度是EVA胶膜层压过程中的另一个重要参数。
适当的温度能够提高EVA胶膜的流动性和粘接性，促进其与光伏片和夹层的相互结合。
通常来说，温度应该在50-150℃之间选择，具体取决于EVA胶膜和材料的特性。
时间：EVA胶膜层压的时间是指在一定温度、压力下，EVA胶膜与光伏片和夹层之间接触的时间。
适当的时间可以确保EVA胶膜与其它材料之间的完全粘接，提高产品的耐候性和机械性能。
通常来说，时间应该在10-30分钟之间选择，具体取决于夹层材料的厚度和硬度。
胶层厚度：胶层厚度是指EVA胶膜在层压过程中形成的厚度。
胶层厚度的选择应该根据光伏片的尺寸和外部环境条件来确定。
通常来说，胶层厚度应该在0.3-0.5mm之间选择，过厚容易产生气泡和缺陷，过薄则容易导致胶层断裂。
胶层均匀性：胶层均匀性是指EVA胶膜在光伏片上分布的均匀性。
胶层均匀性的好坏直接影响到光伏组件的电池片功率输出和外观质量。
为了保证胶层的均匀性，应该在层压过程中采用适当的压力和温度控制，以及合理的胶水涂布和热压时间。
夹层材料选择：夹层材料是指被EVA胶膜包裹的光伏片四周的材料。
夹层材料的选择应该考虑到其与EVA胶膜和光伏片的相容性，以及对光伏组件的降低透光性和提高机械强度的要求。
常用的夹层材料有钢化玻璃、胶合板和塑料片等。
以上是对EVA胶膜层压工艺参数的详细说明。
合理选择和控制这些参数，可以提高光伏组件的质量和性能，确保产品的使用寿命和可靠性。
光伏组件用EVA封装胶膜的性能研究
光伏组件用EVA封装胶膜的性能研究作者：丁盛张海鹏来源：《粘接》2021年第01期摘要：文章研究了EVA封装胶膜的交联体系、粘绔性能和透光性能。
研究实验表明：交联剂含量0.5%和助交联剂含量0.6%时，EVA胶膜的交联度最高，同时添加剂的用量也最经济;粘结性能随KBM-503含量的增加而增强，最后达到趋于稳定;添加不同的助剂满足组件上下两层EVA胶膜不同的透光率要求。
关键词：EVA胶膜;交联;粘结;透光中图分类号：TQ437 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）01-0032-030引言太阳能光伏组件是按照钢化玻璃、高透型EVA胶膜、电池片、高截止型EVA胶膜和背板的顺序组成的，可见EVA胶膜是光伏组件的重要组成材料，上下两层EVA胶膜起到对电池片的保护作用，同时EVA胶膜性能的高低决定了电池片的发电效率的优劣，而且还影响光伏组件的使用寿命，因此，研制高性能的EVA胶膜对太阳能光伏组件起到至关重要的作用。
本文对EVA胶膜的交联性能、粘结性能和透光性能进行了研究，通过添加不同的助剂以满足较高的光伏组件要求。
1实验1.1主要原料EVA，E280PV，韩华公司;交联剂，过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯，市售;助交联剂TAIC，三烯丙基异三聚氰酸酯，市售;硅烷偶联剂，KBM-503，市售;抗氧老化剂，丙氧化甘油三丙烯酸酯，市售;光稳定剂，Tinuvin770，市售;紫外光吸收剂，UV531，市售。
1.2主要设备与仪器单螺杆挤出机，SJl50-29，上海金纬机械制造有限公司;锥形搅拌机，DHS-3P，上海升立机械制造有限公司;太阳能电池组件层压机，BSLl220C，秦皇岛博硕光电设备股份有限公司;电子万能试验机，CMT-1103，珠海市三思泰捷电气设备有限公司;紫外分光光度计，UV-2600，日本岛津公司;差示扫描量热仪（Dsc），Q20，美国TA公司。
1.3样品制备按照图1流程制备EVA胶膜：挤出机工艺参数设定：一区：65℃，二区：75℃，三区～九区：85%，磨具五段从左到右：85%/83℃/81℃/83℃/85℃。
基于EVA的真空层压工艺
基于EV A的真空层压工艺EV A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EV A的特性来设计的。
这个工艺的主要目的就是使EV A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。
1EV A的基本特性1.1固化温度。
EV A是一种热熔胶，即在常温下，EV A是固体，没有粘性。
当把EV A加热到一定温度时，EV A会熔化粘结在与它接触的物体上。
用于太阳电池封装的EV A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。
因此要选择一适宜的层压温度，使EV A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，EV A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EV A在层压过程中发生了交联反应，形成了三维EV A EV A占总的EV A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EV A进行加热加压，实现EV A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：z层压温度：对应着EV A的固化温度。
z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，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）。
z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EV A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EV A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EV A与其他材料的粘合力。
z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。
组件层压工艺说明
层压工艺参数的设定
温度的设定: 主要是根据所使用的EVA的特性,熔化温度,固化速度,组件的 生产时的实际温度,最后通过层压实验,测试其胶凝度,拉力 值,综合这些方面确定的层压温度为142度. 抽真空时间的设定: EVA完全溶化时的温度是80度,所以必须等到EVA完全溶化,达 到最佳的熔融态后,气囊才能下压,这是最有利于排出组件 内气体的,可以减少气泡的产生.根据测试温度的数据分析, 在抽真空5分钟左右时组件上的温度即可达到80度,而这时 EVA的流动性较大,气囊在这时下压,容易造成组件的移位, 为避免产生移位,将抽真空时间延长至6分钟.
手动操作时,双手按住关盖按钮,直道 关盖到位指示灯亮,
开始层压的第一个过程,下室抽真空,按 钮打到上真空,和下真空的位置.
抽真空时,上下室同时达到真空 状态,真空表指到-0.1位置
①下室真空,上室真空(抽真空程序)
②下室真空,上室充气(加压程序)
③下室真空,上室”0”(层压过程)
④下室充气,上室真空(开盖过程)
上室充气电磁阀 真 空 管 道 充 气 电 磁 阀
层压机工作原理
将组件放进层压机,关闭层压机上盖,层压机 自动工作或手动工作程序. ①下室真空,上室真空(抽真空程序) ②下室真空,上室充气(加压程序) ③下室真空,上室”0”(层压过程) ④下室充气,上室真空(开盖过程)
操作前检查温控仪,计时器, 油泵,加热是否打开,真空泵 是否打开.
层压工艺讲解
2008年7月
讲解内容
封装材料的特性
层压机的原理
EVA的特性
EVA的成分:乙烯和醋酸乙烯的共聚物,其分 子链上引入了乙酸乙烯单体(VA),降低了结 晶度,提高了透明性,柔韧性,耐冲击性,改善 了热密封性.熔融温度小于80℃,熔融后流动 性好.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.
基于EVA封装胶膜的光伏组件封装工艺优化
基于EVA封装胶膜的光伏组件封装工艺优化近年来，随着环保意识的日益增强和能源需求的不断增长，光伏发电逐渐成为一种重要的清洁能源形式。
而光伏组件的封装工艺对于光伏发电的效率和寿命具有重要影响。
基于EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）封装胶膜的光伏组件封装工艺优化是一个关键领域，本文将探讨该工艺的优化方案。
首先，针对现有封装工艺中存在的问题进行分析和改进。
目前，光伏组件封装工艺中最常见的问题是背面气候胶老化、背面水的汇聚和气泡问题。
针对这些问题，可以采取以下解决方案：采用耐老化性能好的聚合物材料替代背面气候胶，如氟橡胶；设计合理的排水结构，避免背面水的积聚；改进真空打泡机的工艺参数，降低气泡的形成。
其次，优化封装胶膜的材料和工艺。
选择合适的EVA材料，具有良好的光透性、耐老化性、粘接性和抗贫化性。
在EVA的配方中加入适量的添加剂，如抗氧化剂、稳定剂和增塑剂，以提高材料的性能和稳定性。
对于工艺来说，应根据具体情况选择合适的温度、压力和时间，确保封装过程中胶膜的均匀性、粘接性和紧密性。
另外，提高封装胶膜的光伏组件的可靠性和耐久性也是封装工艺优化的重要方面。
为了提高组件的耐久性，可以在背面铝框架和封装胶膜之间增加刚性结构支撑，以减少背面气候胶的老化和胶膜的拉伸应力。
此外，可以采用钢化玻璃作为组件的表面材料，提高组件的抗压强度和耐候性。
最后，加强工艺的质量控制和监测。
在封装过程中，应加强对胶膜的厚度、光透性、粘接强度等关键参数的监测和控制。
可以利用光谱仪、离子计和压力传感器等仪器进行在线监测，及时调整工艺参数，保证封装胶膜的质量和性能。
总之，基于EVA封装胶膜的光伏组件封装工艺优化是一个复杂而关键的工作，需要从材料选型、工艺参数优化、可靠性提升和质量控制等方面入手。
通过对现有封装工艺中存在的问题进行改进，并采用适当的材料和工艺，可以提高光伏组件的效率和寿命，推动清洁能源的发展。
基於EVA的真空层压工艺
基於EVA的真空層壓工藝EVA 是晶體矽太陽電池封裝中應用最廣泛的一種熱熔膠，真空層壓工藝就是針對EVA 的特性來設計的。
這個工藝的主要目的就是使EVA 實現最優程度的固化，並防止移位和氣泡的產生。
本文所關注的就是所有材料準備好了以後，放入層壓機中層壓的這一個具體過程。
一、EVA 的基本特性1、固化溫度。
EVA 是一種熱熔膠，即在常溫下，EVA 是固體，沒有粘性。
當把EVA加熱到一定溫度時，EVA 會熔化粘結在與它接觸的物體上。
用於太陽電池封裝的EVA 是專門設計的熱固性熱熔膠，即在加熱熔融的同時會發生固化反應。
當溫度較低時，交聯反應發生的速度很緩慢，完成固化所需要的時間較長，反之需要的時間就比較短。
因此要選擇適宜的層壓溫度，使EVA 在熔融中獲得流動性，同時發生固化反應。
隨著反應的進行，交聯度增加，EVA 失去流動性，起到封裝的作用。
2、交聯度。
用於太陽電池封裝的EVA 在層壓過程中發生了交聯反應，形成了三維網狀結構。
通常，EVA 的交聯度用凝膠含量來表示，凝膠含量是交聯的EVA 占總的EVA 的重量百分含量。
實驗上的測定方法有很多，常用的是二甲苯萃取法。
二、層壓機和層壓工藝1、層壓機。
層壓機是真空層壓工藝使用的主要儀器，它的作用就是在真空條件下對EVA 進行加熱加壓，實現EVA 的固化，達到對太陽電池密封的目的。
對於層壓機來說需要設置的參數主要有四個：(1)層壓溫度：對應著EVA 的固化溫度。
(2)抽氣時間：對應著加壓前的抽氣時間。
又因為抽氣完成後就是充氣加壓的過程，所以抽氣時間又對應著加壓的時機。
抽氣的目的，一是排出封裝材料間隙的空氣和層壓過程中產生的氣體，消除元件內的氣泡；二是在層壓機內部造成一個壓力差，產生層壓所需要的壓力（參見層壓機的工作原理）。
(3)充氣時間：對應著層壓時施加在組件上的壓力，充氣時間越長，壓力越大。
因為像EVA 交聯後形成的這種高分子一般結構比較疏鬆，壓力的存在可以使EVA 膠膜固化後更加緻密，具有更好的力學性能。
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基于EVA胶膜的真空层压工艺EVA胶膜（以下简称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。
一、EVA的基本特性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。
因此，要选择适宜的层压温度，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逐渐失去流动性，起到封装的作用。
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的重量百分比。
实验上的测定方法有很多，常用的是二甲苯萃取法。
二、层压机和层压工艺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 进行加热和加压，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以下四个：(1)层压温度：对应着EVA的固化温度，不同的EVA生产厂家，给出层压温度可能不同，对于同时采用几家EVA的客户来说，需要及时调整相关参数。
(2)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）。
(3)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。
(4)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，层压时间和抽气时间之和就对应着总的固化时间。
2、层压工艺。
层压工艺的要求是：EVA交联度在75-85%；EVA与玻璃和太阳能背板（TPT）粘合紧密（剥离强度，玻璃/EVA大于30N/10cm，TPT/EVA大于15N/10cm，对于EVA和TPT厂家来说，一般要求出厂产品粘接力大于或等于40N/10cm），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。
（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：A、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。
B、EVA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。
C、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。
图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，降到一定温度之后，然后再开始新的层压过程。
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）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过快的熔化，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会快速开始交联，交联度很难得到好的控制。
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：所使用 EVA的特性。
参考EVA的固化曲线，对层压参数的设置进行指导。
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，对应的Tm为理论上的正硫化时间。
T10为焦烧时间，即转矩达到[ML+（MH-ML）*10%]的时间；T90为正硫化时间，即转矩达到[ML+（MH-ML）*90%]的时间。
）。
从图中可以看出，EVA的扭矩随着时间的变化是先下降，再上升。
下降阶段对应着EVA熔化阶段，到最低点时EVA的流动性最好。
上升阶段即为EVA的固化阶段，可以看出在开始上升时曲线很陡，表明交联进行的速度很快，随着交联剂的消耗，交联剂含量减小，交联速度变慢。
图2图2用无转子硫化仪测得的EVA的固化（硫化）曲线，横轴为时间，纵轴为转矩S*。
图中所示的测试条件为测试温度：140℃；角度：±5°；测试时间：22min；测试结果：MH：14.739dN.m；ML:1.059dN.m;tc10:1:42；tc90:12:55；ts1:1:38； ts2:2:02。
（本图所示的只是一个具体的实例，不同品牌的产品，其固化曲线会有所不同。
）从这个曲线可以得到以下关于层压工艺的信息：a、层压温度。
层压温度可以说是最关键的一个因素，直接关系着组件的质量。
可以先测试EVA在不同固化温度下的固化曲线，然后参考这些曲线确定合适的固化温度。
b、下室抽真空的设置。
这个设置主要有两个方面要注意。
抽气的关键点是动作要快，越早开始抽气越好。
图2中的Tc10 为1：42，在这个时间之前的一段时间内可以认为是最佳的抽气时间。
在这段时间内EVA或者为固态，或者为流动性好的液体状态，组件内部空隙里的残存气体可以比较容易的抽走。
过了这段时间，随着EVA交联程度的增加，流动性越来越差，残存的气体就被陷在了组件里面，很难再去处掉。
这个最佳时间段是很短的，所以在层压机内放置样品时速度一定要快，要做到迅速的放样品，放好样品后马上合盖，合盖后马上开始抽气。
抽气之前的这个过程占用的时间越少，抽气效果就会越好。
另外由此还得到启发：一是EVA 的改进中可以包括一个指标，即焦烧时间。
如果焦烧时间延长，就能增加操作的安全性，减少了气泡的发生；二是增大真空泵的功率，加快抽真空的速度，这也是相当于延长了tc10。
但是这个功率不能太大，否则大的气流可能导致电池片的移位。
b、抽气时间的长短。
抽气时间的长短关系到两个问题，一是能否排尽残存气体，二是影响到加压的时机。
参考下面的加压时机的说明。
充气的设置。
充气对应着加压，有三个地方要注意。
a、加压的时机。
对应着抽空时间，因为对于自动运行的层压机来说抽空后马上对应着上充气，所以抽空时间对应着加压时机。
加压时机的控制应该注意几个方面：一是加压不要过早。
加压过早的话，EVA流动性还很好，压力的存在容易导致EVA的流动，导致电池片移位。
二是加压不要过晚。
加压过晚的话，EVA交联程度已经很高，高分子的三维网络结构基本形成，压力对于增大EVA的密度的作用不大。
对于这个问题可以这样考虑，当交联度达到某一个取值范围时加压最好，这个范围对应的时间就是最好的时机。
目前就此还没有一个共识，可以做一些细致的研究。
b、加压的大小。
压力的大小对应着充气时间的长短，充气时间越长，压力就越大，反之越小。
压力大小的控制应该注意几个方面：一是压力不能太大。
压力太大可能导致电池片被压碎，另外也容易导致EVA的流动，造成太阳电池移位。
二是压力不能太小。
压力太小，对EVA固化后的致密度影响很小，起不到什么作用，对去处残存气泡的作用也不大，EVA与TPT太阳能背板、EVA与玻璃之间的粘合力比较小。
在操作过程中，应该是在不造成太阳电池破裂和移位的情况下，尽量的增大压力。
c、层压的时间。
层压时间主要关系到 EVA最后的交联度。
交联度的测定有专门的方法，但是在设置层压时间时可以参考tc90。
（3）层压机性能。
因为EVA的交联速度对温度很敏感，所以层压机的温度的精度（指层压机内部温度相对于设定温度的变化范围）和均匀性（层压机内部不同区域的温度差异）是很重要的。
层压机的精度低的话，EVA的交联速度不是一个稳定的值，会有很大的波动，就不容易对EVA的交联度有很好的控制。
层压机的温度均匀性影响到层压出来的组件内部EVA性能的均匀性，包括力学和光学性能的均匀性，这对组件的性能会产生很大的影响。
（4）层压组件的结构。
主要是普通平板组件（玻璃/EVA/太阳电池/EVA/太阳能背板TPT 结构）和双面玻璃组件（玻璃/EVA/太阳电池/EVA/玻璃结构）。
普通平板组件中，太阳能背板（TPT）是柔性的并且质量较轻，所以在层压过程中比较容易控制。
在双面玻璃组件中，放在上面的玻璃是刚性的，质量大，本身的自重就是对组件的一个压力，这就增加了抽气的难度。
同时也使电池片更容易产生移位。
另外，一般层压机的加热板是在下面，由于传热的不均匀，放在上面的玻璃很容易产生内应力导致破碎。
（5）组件的大小。
组件越大，组件内部空隙的残存气体越不容易抽走，尤其是对于尺寸比较大的双面玻璃组件。
对于这种情况，就要适当的增加抽气时间。
组件选用的封装材料。
在封装材料里面影响比较大的就是玻璃的厚度。
对于普通平板组件，背面玻璃的厚度增加延长了热量向EVA传热的时间，可以适当的增加层压时间。
对于双面玻璃组件，上面玻璃厚度的增加加大了玻璃对EVA的压力，使抽气变得更加困难。
以上所述只是定性的说明如何优化层压工艺，有哪些资料可以供我们参考。
因为涉及的变化量太多，很难定量化，所以具体的设置还需要在实际工作中去摸索。