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。
锦州科信电子材料有限公司在多年生产PVDF压电膜成型技术基础上,经过公司科技研发人员长期不懈的努力,采用特殊成型技术,于2010年9月26日将太阳能电池背板用PVDF薄膜研制成功。这项技术的研制成功,标志着我国PVDF制膜技术取得了重大突破,将打破目前我国生产太阳能电池背板用的PVDF薄膜受控于国外的窘境,也必将对我国光伏产业的发展提供更大的空间,这是我国光伏产业的一个利好消息。
科信公司的科技人员正在抓紧时间对该项技术做进一步完善,为中试生产做准备工作。同时完成PVDF薄膜各项光伏技术指标的测试工作。我们有理由相信,在不远的将来具有完全自主知识产权技术,我国自行生产的光伏太阳能电池背板用PVDF薄膜,将服务于我国的光伏产业,产品的专业化、产业化、规模化生产能力将满足光伏产业发展的需求。
主要利用其透光性和耐候性,以及表面不容易存留附着物的特征。
美国Uni-solar公司生产的柔性组件就是使用ETFE薄膜作为正面的最外层封装材料。
据测算,光在硅表面的反射损失率高达35%左右,减反膜可以极高地提高电池片对太阳光的利用率,有助于提高光生电流密度,进而提高转换效率,同时薄膜中的氢对于电池片表面的钝化降低了发射结的表面复合速率,减小了暗电流,提升了开路电压,提高了光电转换效率;在烧穿工艺中的高温瞬时退火断裂了一些Si-H、N-H键,游离出来的H进一步加强了对电池的钝化。
由于光伏级硅材料中不可避免的含有大量的杂质和缺陷,导致硅中少子寿命及扩散长度降低,从而导致电池的转换效率下降,H能与硅中的缺陷或杂质进行反应,从而将禁带中的能带转入价带或者导带。
一、PECVD原理
PECVD 系统是一组利用平行板镀膜舟和高频等离子激发器的系列发生器。在低压和升温的情况下,等离子发生器直接装在镀膜板中间发生反应。所用的活性气体为硅烷SiH4和氨NH3。这些气体作用于存储在硅片上的氮化硅。可以根据改变硅烷对氨气的比率,来得到不同的折射指数。在沉积工艺中,伴有大量的氢原子和氢离子的产生,使得晶片的氢钝化性十分良好。
在真空、480摄氏度的环境温度下,通过对石墨舟的导电,使硅片的表面镀上一层SixNy。
3SiH4+4NH3 → Si3N4+12H2
二、Si3N4
Si3N4膜的颜色随着它的厚度的变化而变化,一般理想的厚度是75—80nm之间,表现为深蓝色,Si3N4膜的折射率在2.0—2.5之间效果最好,通常用酒精来测其折射率。
优良的表面钝化效果、高效的光学减反射性能(厚度折射率匹配)、低温工艺(有效降低成本)、生成的H离子对硅片表面钝化.
三、镀膜车间常见事项
膜厚。沉积时间的不同膜厚也是不一样的要根据镀膜的颜色来适当的增加或减少它的沉积时间,片子发白要减少沉积时间,如偏红则要适当的增加