,太陽能模組幾種主要材料介紹,旺能光電王學(xué)奎,2011.08.15,太陽能電池板截面通常由五層主體結(jié)構(gòu)構(gòu)成：,光伏玻璃,EVA,太陽能電池片,EVA,背板,前言,目錄,第一篇：光伏玻璃,第二篇：EVA材料,第三篇：背板,第四篇：硅膠,第五篇：鋁合金邊框,平淡無奇的文字將給您帶來不一樣的收獲，這里我們將為您隆重介紹太陽能模組幾種主要材料,第六篇：接線盒焊條和助焊劑,第一篇：鋼化玻璃,化學(xué)反應(yīng)式,物理鋼化法,化學(xué)鋼化法,通過改變玻璃的表面的化學(xué)組成來提高玻璃的強度，一般是應(yīng)用離子交換法來鋼化,加工方式,（一）加工工藝：加工原理鋼化玻璃是平板玻璃的二次加工產(chǎn)品，鋼化玻璃的加工可分為物理鋼化法和化學(xué)鋼化法,淬火式加工,將金屬工件加熱到某一適當溫度并保持一段時間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻,（二）鋼化玻璃優(yōu)缺點,1、強度、抗彎強度、抗沖擊強度較之普通玻璃提高數(shù)倍2、使用安全，其承載能力增大改善了易碎性質(zhì)3、耐急冷急熱性質(zhì)較之普通玻璃23倍的提高,（1）優(yōu)缺點,優(yōu)點,缺點,1、鋼化后的玻璃不能再進行切割、加工.2、鋼化玻璃強度雖比普通玻璃強，鋼化玻璃在溫差變化大時有自爆（自己破裂）的可能性,玻璃自爆的原因,玻璃中有結(jié)石、雜質(zhì)：玻璃中有雜質(zhì)是鋼化玻璃的薄弱點，也是應(yīng)力集中處：結(jié)石若處在鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)是導(dǎo)致炸裂的重要因素。結(jié)石存在于玻璃中，與玻璃體有著不同的膨脹系數(shù)。玻璃鋼化后結(jié)石周圍裂紋區(qū)域的應(yīng)力集中成倍地增加。當結(jié)石膨脹系數(shù)小于玻璃，結(jié)石周圍的切向應(yīng)力處于受拉狀態(tài)。伴隨結(jié)石而存在的裂紋擴展極易發(fā)生。,玻璃中含有硫化鎳結(jié)晶物：硫化鎳夾雜物一般以結(jié)晶的小球體存在，直徑在0.1-2。外表呈金屬狀，這些雜夾物是NI3S2，NI7S6和NI-XS，其中X=0-0.07。只有NI1-XS相是造成鋼化玻璃自發(fā)炸碎的主要原因,外力作用：玻璃表面因加工過程或操作不當造成有劃痕、炸口、深爆邊等缺陷，易造成應(yīng)力集中或?qū)е落摶Ａё员?；鋼化玻璃中?yīng)力分布不均勻、偏移；鋼化程度的影響；,鑒別鋼化玻璃的自爆：在玻璃中間-一般是因為玻璃未經(jīng)過倒角磨邊處理或玻璃邊緣有損傷;在玻璃中部是否類似兩片蝴蝶翅膀似的圖案；,1.Title,2.Title,3.Title,4.Title,（2）缺點之玻璃自爆,（三）作用,作用一：,作用二：,作用三：,良好的透光率可以提高組件的效率,保持密封組件之作用,Contents,增強組件的抗沖擊能力,（四）鋼化玻璃存儲條件,玻璃的最佳貯存條件：放在恒溫、干燥的倉庫內(nèi)，其溫度在25，相對濕度小于45%，玻璃要清潔無水汽、不得裸手接觸玻璃與EVA接觸面。,玻璃應(yīng)避光、避潮，平整堆放，用防塵布覆蓋玻璃,Thankforyourreading,第二篇：EVA,EVA=EthyleneVinylAcetate，簡稱為EVA,第二篇：EVA,EVA,EVA,ContentTitle,EVA是乙烯乙酸乙烯（醋酸乙烯）酯共聚物，它是由乙烯（E）和乙酸乙烯（VA）共聚而制得，英文名稱為：EthyleneVinylAcetate，簡稱為EVA，或E/VAC。,ContentTitle,ContentTitle,一般乙酸乙烯（VA）含量在5%40%。與聚乙烯相比，EVA由于在分子鏈中引入了乙酸乙烯單體，從而降低了結(jié)晶度，提高了柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性和熱密封性能。一般來說，EVA樹脂的性能主要取決于分子鏈上乙酸乙烯的含量。因構(gòu)成組分比例可調(diào)從而符合不同的應(yīng)用需要，乙酸乙烯（VAcontent）的含量越高，其透明度，柔軟度及堅韌度會相對提高。,聚合方法用高壓本體聚合（塑料用）、溶液聚合（PVC加工助劑）、乳液聚合（粘合劑）、懸浮聚合。乙酸乙烯（VA）含量高于30%的采用乳液聚合，乙酸乙烯含量低的就用高壓本體聚合。,（一）EVA的含義,（二）制作工藝,Descriptionofthecontents,注塑,擠塑,吹塑,壓延,真空熱成型,發(fā)泡,涂覆,焊接,熱封,EVA可注塑、擠塑、吹塑、壓延、滾塑真空熱成型、發(fā)泡、涂覆、熱封，焊接等成型加工。,1.EVA的性能主要取決于分子量（用熔融指數(shù)MI表示）和醋酸乙烯脂（以VA表示）的含量2.當MI一定時，VA的彈性，柔軟性，粘結(jié)性，相溶性和透明性提高，VA的含量降低，則接近聚乙烯的性能。當VA含量一定時，MI降低則軟化點下降，而加工性和表面光澤改善，但是強度降低，分子量增大，可提高耐沖擊性和應(yīng)力開裂性。,（三）EVA的性能,EVA的性能,3.不同的溫度對EVA的交聯(lián)度有比較大的影響，EVA的交聯(lián)度直接影響到組件的性能以及使用壽命。未經(jīng)改性的EVA透明，柔軟，有熱熔粘合性，熔融溫度低，熔融流動性好。但是其耐熱性較差，易延伸而低彈性，內(nèi)聚強度低而抗蠕變性差，易產(chǎn)生熱脹冷縮導(dǎo)致晶片碎裂，使得粘接脫層。4.通過采取化學(xué)交聯(lián)的方式對EVA進行改性，其方法就是在EVA中添加有機過氧化物交聯(lián)劑，當EVA加熱到一定溫度時，交聯(lián)劑分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)EVA分子之間的結(jié)合，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致EVA膠層交聯(lián)固化，當交聯(lián)度達到60%以上時能承受大氣的變化，不再發(fā)生熱脹冷縮。,（四）EVA的作用,EVA在太陽能模組中的作用,作用1,封裝電池片，防止外界環(huán)境對電池片的電性能造成影響,增強組件的透光性,將電池片，鋼化玻璃，TPT粘接在一起，具有一定的粘接強度,EVA可以起到封裝組件的作用,作用2,作用3,作用4,（五）EVA的特點,耐腐蝕性：耐海水、油脂、酸、堿等化學(xué)品腐蝕,耐水性：密閉泡孔結(jié)構(gòu)、不吸水、防潮,防震動：回彈性和抗張力高，韌性高,保溫性：隔熱，保溫防寒及低溫性能優(yōu)異,隔音性：密閉泡孔，隔音效果好,儲,條,存,件,（六）EVA的儲存環(huán)境,EVA膠膜應(yīng)避光、避熱、避潮運輸，平整堆放。EVA膠膜的最佳貯存條件：放在恒溫、恒濕的倉庫內(nèi)，其溫度在0-30之間，相對濕度小于60%。避免陽光直照，不得靠近有加熱設(shè)備或有灰塵等污染的地方，并應(yīng)注意防火。保質(zhì)期為半年。,第三篇背板,（一）結(jié)構(gòu)：一般具有三層結(jié)構(gòu)（PVDF/PET/PVDF），外層保護層PVDF具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，中間層PET聚脂薄膜具有良好的絕緣性能，內(nèi)層PVDF和EVA具有良好的粘接性能,（二）常用的太陽能背板有：TPT太陽能背板：Tedlar+PET+Tedlar三層復(fù)合膜TPE太陽能背板：這是個總稱，通常包括嵌段共聚物及熱塑性彈性體摻混物及合金B(yǎng)BF太陽能背板：EVA+PET+THV制成的復(fù)合物,以日本住友M1-X1為例，結(jié)構(gòu)如右圖,TPTinhere,（三）TPT背板介紹（比較常用的背板）,TPTinhere,TPTinhere,TPT（背板）的結(jié)構(gòu),TPT（背板）的儲存環(huán)境,TPT（背板）的特性,TPT有三層結(jié)構(gòu)：外層保護層PVF具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，中間層PET為聚脂薄膜具有良好的絕緣性能，內(nèi)層PVF經(jīng)表面處理和EVA具有良好的粘接性能,具有良好的耐候性、極佳的機械性能、延展性、耐老化、耐腐蝕、不透氣，以及耐眾多化學(xué)品、溶劑和著色劑的腐蝕。有出色的抗老化性能,背膜應(yīng)避光、避熱、避潮運輸，平整堆放。背膜的最佳貯存條件：放在恒溫、恒濕的倉庫內(nèi)，其溫度在0-40之間，相對濕度小于,（四）背板的性能指標,性能要求：若太陽能背板阻隔水蒸氣滲透的性能不良，則空氣中的濕氣（尤其是陰雨濕氣更大）會透過太陽能背板進入到內(nèi)側(cè)，水蒸氣的滲透會影響到EVA（乙烯一醋酸乙烯共聚物）的粘結(jié)性能，導(dǎo)致背板與EVA脫離，進而使更多濕氣直接接觸電池片而使電池片被氧化重要指標：故衡量太陽能電池背板性能好壞的重要指標是水蒸氣滲透率。下圖是太陽能電池模組結(jié)構(gòu)示意圖,（五）PVDF樹脂在背板中的應(yīng)用,我要強調(diào),目前用于太陽能電池組件封裝的背板常用TPT聚氟乙烯復(fù)合膜，TPT結(jié)構(gòu)（PVF/PET/PVF），外層保護層PVF具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力，內(nèi)層PVF需經(jīng)表面處理和EVA具有良好的粘接性能。PVDF樹脂作為與PVF結(jié)構(gòu)相接近的樹脂產(chǎn)品，由于PVDF的含氟量59%遠大于PVF的41%，其用于背板有著更好的特性要求。PVDF樹脂制備的氟涂料具有無與倫比的耐候性，因此作為膜材料它有著比PVF有著更好的耐候性，進而其黃變指數(shù)和老化后的機械強度等性能也都要好于PVF材料,密封性好，對鋁材、玻璃、TPT/TPE背材、接線盒塑料PPO/PA有良好的粘附性；,膠體超級耐黃變，經(jīng)85老化測試，膠體表面未見明顯黃變；良好的絕緣性能,獨特的固化體系，經(jīng)高溫高濕環(huán)測，與各類EVA有良好的兼容性,AGroup,CGroup,BGroup,第四篇硅膠,DGroup,抗老化、防腐蝕和良好的耐候性（25年以上）；良好的耐形變能力。,（一）光伏組件用硅膠要具有以下功能,（二）硅膠的組成成分,光伏組件專用密封膠是中性單組分有機硅密封膠，要具有不腐蝕金屬和環(huán)保的特點。由含氟硅氧烷、交聯(lián)劑、催化劑、填料等組成,（三）硅膠的作用,1.密封絕緣玻璃和太陽能電池板；2.防水防潮。3.粘結(jié)組件和鋁邊框、保護組件減少外力的沖擊,第五篇鋁邊框,（一）性能要求：因為太陽能組件要保證25年左右的戶外使用壽命，所以組件所使用的鋁邊框要具有良好的抗氧化、耐腐蝕等性能。（二）種類：一般太陽能組件所使用的邊框分為陽極氧化、噴砂氧化和電泳氧化三種,一般經(jīng)噴砂處理后,表面的氧化物全被處理,并經(jīng)過撞擊后,表面層金屬被壓迫成致密排列,另金屬晶體變小,硬度提高比較牢固致密.,噴砂氧化,就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時，鍍層金屬做陽極，被氧化成陽離子進入電鍍液；待鍍的金屬制品做陰極，鍍層金屬的陽離子在金屬表面被還原形成鍍層。,電泳氧化,即金屬或合金的電化學(xué)氧化，是將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。,陽極氧化,20mm25mm30mm35mm42mm45mm50mm,1、保護玻璃邊緣2、提高組件的整體機械強度3、結(jié)合硅膠打邊增強了組件的密封度4、便于組件的安裝和運輸,（一）接線盒的構(gòu)造,（二）各部分的功能,由盒蓋、盒體、接線端子、二極管、連接線、連接器幾大部分組成,外殼要具有強烈的抗老化、耐紫外線能力；自鎖功能使連接方式更加便捷、牢固；接線端子安裝要牢固，與匯流帶有良好的焊接性。二極管分為：旁路二極管和防反沖二極管。,第六篇接線盒、焊條和助焊劑,（三）旁路二極管,工作原理：在太陽能電池板正常工作時旁路二極管不會起到作用，但當遇到熱斑效應(yīng)時，旁路二極管會自動越過該串電池串并與其它電池串相連繼續(xù)工作?，F(xiàn)在我們所使用的旁路二極管主要的作用也就是防止電池片燒掉。,熱斑效應(yīng)：當組件在使用時部分電池片被異物遮擋，將被當作負載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量,被遮蔽的太陽電池片溫度會不斷升高此時會發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng).,主要作用防止組件的熱斑效應(yīng),（五）常用助焊劑的作用,1）破壞金屬氧化膜使焊錫表面清潔，有利于焊錫的浸潤和焊點合金的生成。2）能覆蓋在焊料表面，防止焊料或金屬繼續(xù)氧化。3）增強焊料和被焊金屬表面的活性，降低焊料的表面張力。4）焊料和焊劑是相熔的，可增加焊料的流動性，進一步提高浸潤能力。5）能加快熱量從烙鐵頭向焊料和被焊物表面?zhèn)鬟f。6）合適的助焊劑還能使焊點美觀。,（四）助焊劑成分及作用,助焊劑通常是以松香為主要成分的混合物，是保證焊接過程順利進行的輔助材料。助焊劑的主要作用是清除焊料和被焊母材（材料）表面的氧化物,使金屬表面達到必要的清潔度.它防止焊接時表面的再次氧化,降低焊料表面張力,提高焊接性能.助焊劑性能的優(yōu)劣，直接影響到電子產(chǎn)品的質(zhì)量。,1）過多的助焊劑殘留會腐蝕電池片2）降低電導(dǎo)性，產(chǎn)生遷移或短路。3）殘留過多會粘連灰塵和雜物。4）影響產(chǎn)品使用的可靠性5）影響EVA與電池片的粘結(jié)。6）可能在電池片的主柵線產(chǎn)生連續(xù)性的氣泡。,焊帶通過助焊劑的浸泡去除表面的氧化膜，并在表面覆蓋形成了一層均勻、平滑、連續(xù)并附牢固的焊料層。在焊接過程中可以有效地