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。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。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。

2.2

层压工艺。层压工艺要达到的要求是

EV A交联度在

75-85%；EV A与玻璃和

TPT

粘合紧密（剥离强度，玻璃

/EV A大于

30N/cm，TPT/EV A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

EV A固化。这

个过程大概可以分成三步：

..开始阶段，层压机的温度保持在较低温度，

EV A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。

z

EV A固化阶段。层压机温度升高到一个较高温度，

EV A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。

..结束阶段。EV A固化完成。先是上室抽真空，撤去压力，然后下室充气，

开盖。

A process cycle diagram (time, temperature and pressure) for a fast-cure EV A cycle【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

EV A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，

EV A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，

EV A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

EV A的特性。参考

EV A的固化曲线，对层压参数的设置

进行指导。EV A的固化曲线是在一个恒定的温度下测得的，与实际生

产中

EV A的固化环境相似，近似反映了

EV A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

EV A的固化曲线（EV A在固化过程中的粘

度不断增大，硫化仪即是在

EV A固化过程中通过测试扭矩来反应

EV A

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，

EV A