光伏EVA胶膜主要由哪些原材料和助剂组成
EVA是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物,是继HDPE、LDPE、LLDPE之后第四大乙烯系列聚合物,是一种典型的无规共聚物。在它的分子结构中,取代基在分子链上的排列不规则,同时分子链中不对称碳原子的构型也不相同,排列也不规则,因此它是一种结晶性较小、极性和柔韧性较高的材料,此外在加热熔融时具有良好的浸润性,冷却固化时具有良好的挠曲性、抗应力开裂性和粘结性能,是一种较为理想的用于太阳电池封装的材料。
EVA的性质主要取决于其醋酸乙烯酯(VA)的含量和熔融指数(MI)的大小。当VA含量增加、MI保持不变时,透明度升高,同时粘结力也提高,而相应的如结晶度、硬度、软化点、刚性、拉伸强度、耐化学品性、耐热变形等性能均降低;当MI增加时、VA含量保持不变时,即EVA的分子量降低,相应的熔融粘度、韧性、拉伸强度、环境应力开裂性均降低。用于太阳能电池封装的EVA,需要大于90%的透光率,以及较好的耐候性,目前应用较多的是VA含量为26-33%的EVA材料。
纯EVA本身是线性聚合物,为热塑性树脂,并不会发生交联形成三维网络结构。通常在应用其作为封装胶膜时需添加一定量的交联剂和助交联剂使分子链间相互交联,从而具有热固性。封装过程中的交联固化即是过氧化物交联剂(RO-OM)分解成自由基RO·和MO·,引发EVA分子支链醋酸乙烯酯(VA)间的结合,形成三维网状结构,使EVA交联固化
EVA封装材料优缺点及改性
太阳能电池组件一般要求能正常使用25-30年,而由于太阳能电池组件一般工作在室外,因此所处环境比较恶劣,因此对封装材料的要求比较严格。EVA具有透明、柔软、热熔粘接性和熔融温度低、熔体流动性好等特点,这些特征正满足了太阳能电池封装材料的要求。但是,纯EVA的耐湿热性和抗紫外性差、易老化变黄、内聚强度低而抗蠕变性差,这些都会影响太阳能电池的光电转换效率以及使用寿命,因此要求对EVA改性,提高分子链的稳定性和耐候性。EVA胶膜老化、黄变的原因主要是其分子链为线性结构,由碳氧键、碳氢键等构成,这些化学键在室外湿热交变环境下以及紫外光照射下会断裂、重组或氧化,从而产生生色团,使EVA胶膜有发黄、降解的现象。目前对EVA改性的方法主要集中在:加入交联剂使其交联以及加入一些具有抗氧、紫外吸收或光稳定性等功能的助剂。交联剂一般为有机过氧化物,在EVA胶膜加热封装太阳能电池片的过程中会受热分解产生自由基,引发EVA分子链的结合,形成网状结构,增加分子稳定性。加入的抗氧剂、紫外吸收或光稳定性等助剂一般可以降低EVA胶膜氧化分解的速度、增强抗老化及紫外光线的性能、减少黄变程度,但同时另一方面EVA中残留的交联剂在长期老化的过程中也会与这些助剂发生化学反应,从而导致胶膜在使用的过程中产生气泡以及黄变。
光伏EVA胶膜即热熔胶。
热熔胶的主要成分是以乙烯和醋酸乙烯在高压下共聚而成的树脂为基本树脂,它决定了热熔胶的基本性能。再加上提高粘结强度的增粘剂(松香)、胶液粘度及凝固速度调节剂(石蜡)和少量抗氧化剂(二叔了基对甲基苯酿之类的物质)以减缓热熔胶的老化速度。热熔胶主要用于书刊的无线胶订联动线,在装订线的胶锅内将热熔胶预热后,涂刷到铣背打毛后的书志背上。
热熔胶的主要特点是:
①小热熔腔中不含水和溶剂。常温下为固体,高温时变为流动性良好的液体,不易燃。对人体无害;
②凝固速度快。离开胶锅后7~30s即凝固,无需烘干或加其它固化剂,完全适应高速自动化的要求,所以它已成为平装无线胶厂联动线的最好胶粘材料;
③热熔胶可以粘结多种物质,尤其是多孔性的同质材料之间的粘结力更强,固化后的胶膜柔韧性好;
④热熔胶可以重新加热再使用,而且耐化学药品性强。