双玻组件用EVA胶膜的制备及封装工艺研究

郭继霄

摘要：由于BIPV双玻组件生产成本高、制作流程复杂，所以光伏企业选用EVA胶膜来制备双玻组件，不仅能够将制作流程予以简单化，还能够降低损耗，提升生产效率，同时还可以防止双玻组间产生气泡、缺胶、移位等问题。EVA中含有33%的VA成分，利用熔融共混挤出的方式掺入抗氧剂、紫外光稳定剂、紫外光吸收剂、交联剂与增粘剂，并将其进行热压，就能够获得EVA胶膜。本文主要针对双玻组件使用EVA胶膜的制备、封装工艺进行深入研究，以供参考。

关键词：双玻组件；EVA胶膜；制备；封装工艺

引言

随着现代经济的快速发展，各行各业都获得了巨大的进步，同时自然生态环境也受到了极大的污染与危害，各种资源、能源也越来越匮乏。在该背景下，光伏产业营运而生，其能够为能源的充足供应提供良好保障，还有助于低碳环保、绿色节能社会的建设，由此世界各国都加大了对光伏产业的投资力度，这对光伏产业的未来可持续发展有重大现实意义。

1.光伏建筑一体化（BIPV）技术

光伏建筑主要是依靠太阳能来发电的，在建筑物的围护结构外表面安装太阳能电池，或者直接用太阳能电池替换建筑围护结构外表面结构进行发电。BIPV（光伏建筑一体化）技术将玻璃幕墙和光伏组件予以有机结合，从而生成绿色建筑的技术。该技术发展前景极好，且具备节能、低碳、环保等诸多优势，所以光伏行业以及建筑行业所一同开拓的新市场就是光伏建筑一体化，这也是光伏产业将来发展的主要趋势。我国所实施的绿色建筑发展战略，对新能源、新型建筑材料、节能服务等行业起到了一定促进作用，有很大希望能够超出万亿元的绿色市场规模，发展空间极大^[1]。在国家太阳能光伏产业“十二五”发展规划中已经把BIPV组件制造技术列入核心发展项目，还有能够直接和建筑融合的建筑材料，在厂房屋顶、玻璃幕墙以及农业大棚中的中空玻璃组件、BIPV双玻组件等。再加之国家和政府也对BIPV技术提供了政策扶持与资金助力，包括良好的发展前景以及市场需要，该行径令BIPV技术的发展更加稳健、更加长远，同时对新封装材料、先进生产技术的涌现起到了较大推动作用。

2.双玻组件用EVA胶膜的制备及封装工艺研究

BIPV双玻组间封装材料的主要成分有PVB（聚乙烯醇缩丁醛）和EVA（聚乙烯醋酸乙烯共聚物）。在对双玻组件进行封装时，应用PVB胶膜，通常会在层压机上将玻璃和电池片予以有效固定，这时的组件样品不容易变冷但是透明度较高，需要对其进行二次加热融化再予以冷却，所以还要应用高压釜在高温、高压下对其进行二次封装，完成后将其取出，其冷却速度比较缓慢。该封装流程极为繁杂，并且操作步骤也比较多，封装时间也偏长，通常在1h以上，这大大降低了封装工作的效率。此外，与EVA树脂相比，PVB树脂的成本较高，由此可见，应用PVB胶膜封装双玻太阳能组件不仅成本偏高，而且封装程序复杂，效率也不高。普通组件在应用EVA胶膜对双玻组件予以封装时，极易产生电池片汇流偏移、组件边缘边角气泡、缺胶等问题缺陷。而双玻组件用EVA胶膜的制备过程的出现，不仅能够完善弥补普通EVA胶膜封装双玻组件时所产生的问题与缺陷，还能够代替PVB（聚乙烯醇缩丁醛）胶膜将制作流程简单化、明显提升生产效率、极大减少成本的封装材料。不仅如此，还将其和普通EVA胶膜与PVB胶膜的封装工艺、效果进行比较分析。

2.1双玻组件专用EVA胶膜的制备

将EVA树脂与功能树脂（鹿山新材合成）进行均匀搅拌融合，并将其放到流延机中，并对模头进行合理调整，让胶膜厚度在0.50±0.02mm区间内进行冷却、牵引以及收卷操作，可收获双玻组件专用EVA胶膜。

2.2不同封装胶膜的层压封装实验

准备类型一致的钢化玻璃、太阳能电池片，并选用钢化玻璃/胶膜/电池片/胶膜/钢化玻璃的叠层结构，并分别令同样厚度的双玻组件专用EVA胶膜、普通组件用EVA胶膜、PVB胶膜制作成叠层结构，对层压机进行设置，并对这三者同时进行层压，比较三种封装材料在层压机封装环节的效果与工艺。

2.3比较结果

下表1是玻组件专用EVA胶膜、普通组件用EVA胶膜、PVB胶膜三种封装材料在同样层压时间以及压力，然而层压温度不一致的情况下，在双玻组件封装中进行应用，并观察组件外观效果的比较结果。

表1 层压温度不一致的情况下，三种封装材料封装工艺适应性对比

层压温度 （℃）	普通组件用EVA胶膜	PVB胶膜	双玻组件用EVA胶膜
140	缺胶、移位、冷却速度快透明度高	/	无气泡、无移位、冷却速度快透明度高
143
145		未熔、无移位、冷却速度慢且模糊
148	气泡、移位、冷却速度快透明度高
150
153
155
158	/	无气泡、移位、冷却速度慢且模糊
160

由上表可得知，层压温度不同，应用普通EVA胶膜对双玻组件予以封装，都会出现气泡、缺胶、移位等问题；当层压机层压温度＜155℃时，应用PVB胶膜封装双玻组件容易发生PVB胶膜局部未熔问题，然而增加层压机温度又会造成组件冷却速度慢，以及外观模糊等现象；当层压温度≤155℃时，应用双玻组件用EVA胶膜封装双玻组件，其外观效果极佳。

2.4分析与讨论

双玻组件用EVA胶膜利用功能树脂予以改性，加大了层压工艺的适用范围，也改善了其应用在双玻组件中的加工适应性^[1]。在抽取真空环节，对其时间段进行合理调整，可让双玻组件用EVA胶膜有效防止电池片位移。还有加压固化阶段，对层压机压力以及维持时长予以合理调整，双玻组件用EVA胶膜可将玻璃和电池片以及电池片和电池片之间的孔隙予以合理填充，从而有效防止组件出现缺胶或者气泡等问题。

结束语

综上所述，应用功能树脂改性措施制备的双玻太阳能组件专用EVA胶膜，工艺适应性强，而且可防止双玻组件封装环节产生缺胶、气泡、位移等问题，同时双玻组件用EVA胶膜在双玻组件封装中的应用能够通过层压机直接予以封装，流程简化、生产效率高、冷却速率快、外观也较好，值得大力推广应用。

参考文献

[1]陈育淳,余鹏,唐舫成,汪加胜. 双玻组件用EVA胶膜的制备及封装工艺研究[J]. 广东化工,2013,40(18):41-42.

[2]詹显光,蒋祥吉,詹茸茸,管嗣光. 光伏组件用高性能EVA胶膜的研发[J]. 阳光能源,2009,(06):40-41.