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光伏組件探析:PVB 和EVA 有何區別,其層壓工藝有何不同點?

瀏覽數量:160     作者:本站編輯     發布時間: 2016-03-09      來源:本站

全球光伏產業開啟了新一輪的景氣周期,中國、日本和美國光伏市場的快速升溫推動本輪景氣周期,光伏技術的持續進步推動光伏市場的細分化程度不斷升高,除地面電站、分布式等傳統光伏發電的應用類型外,光伏技術和民用產品的結合應用開始展現生機。本文就光伏組件以EVA和PVB兩種原料特性對比分析,探析其工藝特點。

 

EVA 膠膜在太陽能電池封裝領域顯優勢

 

晶體硅太陽電池行業用的封裝粘接材料為膠粘劑。上世紀80年代前,國內外曾試過用液態硅樹脂和聚乙烯醇縮丁醛樹脂片(PVB),但因價格高、施工條件苛刻、物性不好而被淘汰。

80年代起國外開始研制 EVA 膠膜,它是一種熱熔粘接膠膜, 常溫下無粘性而具抗粘連性, 經一定條件熱壓便發生熔融粘接與交聯固化。其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。

 

 

 

EVA(Ethylene Vinyl Acetate:乙烯-醋酸乙烯共聚物)


EVA是一種熱熔膠,即在常溫下,EVA是固體,沒有粘性,透光性差。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。用于太陽電池封裝的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交聯反應。

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。

  • 在溫度下的表現為:
    熔融溫度(70-80℃)。此時EVA受熱融化,流動性好,是抽真空的最佳時間。

  • 固化溫度下。此時EVA所含交聯劑產生自由基,EVA分子間發生交聯,產生三維網狀結構,流動性變差,粘度變高。這個溫度適合對組件進行層壓,使其結構更緊密,與玻璃、背板的粘結度更高。

  • 大于固化溫度。此時交聯劑分解出氣體,容易使組件產生氣泡,同時EVA交聯度下降,容易硫化變黃,產生收縮。

 

PVB(Poly vinyl butyral:聚乙烯縮丁醛)


1935 年, 美國科學家發明了一種可以用三明治方式夾在兩層普通玻璃之間的高分子材料—聚乙烯醇縮丁醛, 英文名稱為POLYVINLBUTARAL, 簡寫為PVB。

它是通過高分子聚乙烯醇和丁醛縮合反應形成的一種聚合物,在最終的聚合物中有近23% 重量比的乙烯醇基。這種聚乙烯醇縮丁醛加上一種專用的增塑劑(一般為三甘醇酯類)進行增塑,通過擠出機系統和精確的厚度控制形成的一種連續化的0. 38~1. 52mm 厚的膠片。

 

二者區別

 

1、應用領域
EVA主要用于晶硅電池的封裝,少部分薄膜也有采用,主要起到保護電池以及將電池片與蓋板玻璃緊密貼合的作用。目前市場使用的產品以Dupont的Tedlar最為知名,但也有不少其他國際大廠在生產各種產品,如3M等,國內亦有幾家能夠用于太陽能的生產商,如福斯特、斯威克、海優威等;

PVB目前主要用在薄膜電池、雙玻組件、建筑一體化(BIPV)等領域,生產企業和產品型號均較少,目前以Dupont、Kuraray等為主,國內也有個別企業正在嘗試生產,如鑫富藥業等。

2、層壓工藝。
PVB、EVA對溫度的要求不一樣。EVA熱塑性好,對設備要求沒有PVB高。PVB對溫度的要求較高(155℃左右),對層壓機的要求比較高。

 

圖注:PVB和EVA原料剪切速率-剪切粘度關系曲線對比

 

3、其他
PVB是建筑材料,對氣體阻隔性能非常好,而且粘結性能很好,耐候性好很多。缺點在于對水汽的阻隔性能太差,這對太陽能電池而言是不可接受的。而且過于柔軟不好操作。價格也是EVA的3倍以上。

 

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EVA與PVB都是熱熔性膠膜,都是成熟的產品,各有其優缺點,應用在不同的領域。晶體硅太陽能組件的封裝的潮流是使用EVA,其性能優良,價格實惠,是眾多組件廠商青睞的產品;PVB非常適合用作在雙玻組件和薄膜電池組件以及建筑一體化等領域,在這些領域,PVB的地位是無法替代的。

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