太阳能组件主要材料介绍

,太阳能模组几种主要材料介绍,旺能光电王学奎,2011.08.15,太阳能电池板截面通常由五层主体结构构成：,光伏玻璃,EVA,太阳能电池片,EVA,背板,前言,目录,第一篇：光伏玻璃,第二篇：EVA材料,第三篇：背板,第四篇：硅胶,第五篇：铝合金边框,平淡无奇的文字将给您带来不一样的收获，这里我们将为您隆重介绍太阳能模组几种主要材料,第六篇：接线盒焊条和助焊剂,第一篇：钢化玻璃,化学反应式,物理钢化法,化学钢化法,通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是应用离子交换法来钢化,加工方式,（一）加工工艺：加工原理钢化玻璃是平板玻璃的二次加工产品，钢化玻璃的加工可分为物理钢化法和化学钢化法,淬火式加工,将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却,（二）钢化玻璃优缺点,1、强度、抗弯强度、抗冲击强度较之普通玻璃提高数倍2、使用安全，其承载能力增大改善了易碎性质3、耐急冷急热性质较之普通玻璃23倍的提高,（1）优缺点,优点,缺点,1、钢化后的玻璃不能再进行切割、加工.2、钢化玻璃强度虽比普通玻璃强，钢化玻璃在温差变化大时有自爆（自己破裂）的可能性,玻璃自爆的原因,玻璃中有结石、杂质：玻璃中有杂质是钢化玻璃的薄弱点，也是应力集中处：结石若处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素。结石存在于玻璃中，与玻璃体有着不同的膨胀系数。玻璃钢化后结石周围裂纹区域的应力集中成倍地增加。当结石膨胀系数小于玻璃，结石周围的切向应力处于受拉状态。伴随结石而存在的裂纹扩展极易发生。,玻璃中含有硫化镍结晶物：硫化镍夹杂物一般以结晶的小球体存在，直径在0.1-2。外表呈金属状，这些杂夹物是NI3S2，NI7S6和NI-XS，其中X=0-0.07。只有NI1-XS相是造成钢化玻璃自发炸碎的主要原因,外力作用：玻璃表面因加工过程或操作不当造成有划痕、炸口、深爆边等缺陷，易造成应力集中或导致钢化玻璃自爆；钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移；钢化程度的影响；,鉴别钢化玻璃的自爆：在玻璃中间-一般是因为玻璃未经过倒角磨边处理或玻璃边缘有损伤;在玻璃中部是否类似两片蝴蝶翅膀似的图案；,1.Title,2.Title,3.Title,4.Title,（2）缺点之玻璃自爆,（三）作用,作用一：,作用二：,作用三：,良好的透光率可以提高组件的效率,保持密封组件之作用,Contents,增强组件的抗冲击能力,（四）钢化玻璃存储条件,玻璃的最佳贮存条件：放在恒温、干燥的仓库内，其温度在25，相对湿度小于45%，玻璃要清洁无水汽、不得裸手接触玻璃与EVA接触面。,玻璃应避光、避潮，平整堆放，用防尘布覆盖玻璃,Thankforyourreading,第二篇：EVA,EVA=EthyleneVinylAcetate，简称为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，英文名称为：EthyleneVinylAcetate，简称为EVA，或E/VAC。,ContentTitle,ContentTitle,一般乙酸乙烯（VA）含量在5%40%。与聚乙烯相比，EVA由于在分子链中引入了乙酸乙烯单体，从而降低了结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能。一般来说，EVA树脂的性能主要取决于分子链上乙酸乙烯的含量。因构成组分比例可调从而符合不同的应用需要，乙酸乙烯（VAcontent）的含量越高，其透明度，柔软度及坚韧度会相对提高。,聚合方法用高压本体聚合（塑料用）、溶液聚合（PVC加工助剂）、乳液聚合（粘合剂）、悬浮聚合。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压本体聚合。,（一）EVA的含义,（二）制作工艺,Descriptionofthecontents,注塑,挤塑,吹塑,压延,真空热成型,发泡,涂覆,焊接,热封,EVA可注塑、挤塑、吹塑、压延、滚塑真空热成型、发泡、涂覆、热封，焊接等成型加工。,1.EVA的性能主要取决于分子量（用熔融指数MI表示）和醋酸乙烯脂（以VA表示）的含量2.当MI一定时，VA的弹性，柔软性，粘结性，相溶性和透明性提高，VA的含量降低，则接近聚乙烯的性能。当VA含量一定时，MI降低则软化点下降，而加工性和表面光泽改善，但是强度降低，分子量增大，可提高耐冲击性和应力开裂性。,（三）EVA的性能,EVA的性能,3.不同的温度对EVA的交联度有比较大的影响，EVA的交联度直接影响到组件的性能以及使用寿命。未经改性的EVA透明，柔软，有热熔粘合性，熔融温度低，熔融流动性好。但是其耐热性较差，易延伸而低弹性，内聚强度低而抗蠕变性差，易产生热胀冷缩导致晶片碎裂，使得粘接脱层。4.通过采取化学交联的方式对EVA进行改性，其方法就是在EVA中添加有机过氧化物交联剂，当EVA加热到一定温度时，交联剂分解产生自由基，引发EVA分子之间的结合，形成三维网状结构，导致EVA胶层交联固化，当交联度达到60%以上时能承受大气的变化，不再发生热胀冷缩。,（四）EVA的作用,EVA在太阳能模组中的作用,作用1,封装电池片，防止外界环境对电池片的电性能造成影响,增强组件的透光性,将电池片，钢化玻璃，TPT粘接在一起，具有一定的粘接强度,EVA可以起到封装组件的作用,作用2,作用3,作用4,（五）EVA的特点,耐腐蚀性：耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀,耐水性：密闭泡孔结构、不吸水、防潮,防震动：回弹性和抗张力高，韧性高,保温性：隔热，保温防寒及低温性能优异,隔音性：密闭泡孔，隔音效果好,储,条,存,件,（六）EVA的储存环境,EVA胶膜应避光、避热、避潮运输，平整堆放。EVA胶膜的最佳贮存条件：放在恒温、恒湿的仓库内，其温度在0-30之间，相对湿度小于60%。避免阳光直照，不得靠近有加热设备或有灰尘等污染的地方，并应注意防火。保质期为半年。,第三篇背板,（一）结构：一般具有三层结构（PVDF/PET/PVDF），外层保护层PVDF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVDF和EVA具有良好的粘接性能,（二）常用的太阳能背板有：TPT太阳能背板：Tedlar+PET+Tedlar三层复合膜TPE太阳能背板：这是个总称，通常包括嵌段共聚物及热塑性弹性体掺混物及合金BBF太阳能背板：EVA+PET+THV制成的复合物,以日本住友M1-X1为例，结构如右图,TPTinhere,（三）TPT背板介绍（比较常用的背板）,TPTinhere,TPTinhere,TPT（背板）的结构,TPT（背板）的储存环境,TPT（背板）的特性,TPT有三层结构：外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层PET为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF经表面处理和EVA具有良好的粘接性能,具有良好的耐候性、极佳的机械性能、延展性、耐老化、耐腐蚀、不透气，以及耐众多化学品、溶剂和着色剂的腐蚀。有出色的抗老化性能,背膜应避光、避热、避潮运输，平整堆放。背膜的最佳贮存条件：放在恒温、恒湿的仓库内，其温度在0-40之间，相对湿度小于,（四）背板的性能指标,性能要求：若太阳能背板阻隔水蒸气渗透的性能不良，则空气中的湿气（尤其是阴雨湿气更大）会透过太阳能背板进入到内侧，水蒸气的渗透会影响到EVA（乙烯一醋酸乙烯共聚物）的粘结性能，导致背板与EVA脱离，进而使更多湿气直接接触电池片而使电池片被氧化重要指标：故衡量太阳能电池背板性能好坏的重要指标是水蒸气渗透率。下图是太阳能电池模组结构示意图,（五）PVDF树脂在背板中的应用,我要强调,目前用于太阳能电池组件封装的背板常用TPT聚氟乙烯复合膜，TPT结构（PVF/PET/PVF），外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。PVDF树脂作为与PVF结构相接近的树脂产品，由于PVDF的含氟量59%远大于PVF的41%，其用于背板有着更好的特性要求。PVDF树脂制备的氟涂料具有无与伦比的耐候性，因此作为膜材料它有着比PVF有着更好的耐候性，进而其黄变指数和老化后的机械强度等性能也都要好于PVF材料,密封性好，对铝材、玻璃、TPT/TPE背材、接线盒塑料PPO/PA有良好的粘附性；,胶体超级耐黄变，经85老化测试，胶体表面未见明显黄变；良好的绝缘性能,独特的固化体系，经高温高湿环测，与各类EVA有良好的兼容性,AGroup,CGroup,BGroup,第四篇硅胶,DGroup,抗老化、防腐蚀和良好的耐候性（25年以上）；良好的耐形变能力。,（一）光伏组件用硅胶要具有以下功能,（二）硅胶的组成成分,光伏组件专用密封胶是中性单组分有机硅密封胶，要具有不腐蚀金属和环保的特点。由含氟硅氧烷、交联剂、催化剂、填料等组成,（三）硅胶的作用,1.密封绝缘玻璃和太阳能电池板；2.防水防潮。3.粘结组件和铝边框、保护组件减少外力的冲击,第五篇铝边框,（一）性能要求：因为太阳能组件要保证25年左右的户外使用寿命，所以组件所使用的铝边框要具有良好的抗氧化、耐腐蚀等性能。（二）种类：一般太阳能组件所使用的边框分为阳极氧化、喷砂氧化和电泳氧化三种,一般经喷砂处理后,表面的氧化物全被处理,并经过撞击后,表面层金属被压迫成致密排列,另金属晶体变小,硬度提高比较牢固致密.,喷砂氧化,就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。,电泳氧化,即金属或合金的电化学氧化，是将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。,阳极氧化,20mm25mm30mm35mm42mm45mm50mm,1、保护玻璃边缘2、提高组件的整体机械强度3、结合硅胶打边增强了组件的密封度4、便于组件的安装和运输,（一）接线盒的构造,（二）各部分的功能,由盒盖、盒体、接线端子、二极管、连接线、连接器几大部分组成,外壳要具有强烈的抗老化、耐紫外线能力；自锁功能使连接方式更加便捷、牢固；接线端子安装要牢固，与汇流带有良好的焊接性。二极管分为：旁路二极管和防反冲二极管。,第六篇接线盒、焊条和助焊剂,（三）旁路二极管,工作原理：在太阳能电池板正常工作时旁路二极管不会起到作用，但当遇到热斑效应时，旁路二极管会自动越过该串电池串并与其它电池串相连继续工作。现在我们所使用的旁路二极管主要的作用也就是防止电池片烧掉。,热斑效应：当组件在使用时部分电池片被异物遮挡，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量,被遮蔽的太阳电池片温度会不断升高此时会发热，这就是热斑效应.,主要作用防止组件的热斑效应,（五）常用助焊剂的作用,1）破坏金属氧化膜使焊锡表面清洁，有利于焊锡的浸润和焊点合金的生成。2）能覆盖在焊料表面，防止焊料或金属继续氧化。3）增强焊料和被焊金属表面的活性，降低焊料的表面张力。4）焊料和焊剂是相熔的，可增加焊料的流动性，进一步提高浸润能力。5）能加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递。6）合适的助焊剂还能使焊点美观。,（四）助焊剂成分及作用,助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物，是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材（材料）表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度.它防止焊接时表面的再次氧化,降低焊料表面张力,提高焊接性能.助焊剂性能的优劣，直接影响到电子产品的质量。,1）过多的助焊剂残留会腐蚀电池片2）降低电导性，产生迁移或短路。3）残留过多会粘连灰尘和杂物。4）影响产品使用的可靠性5）影响EVA与电池片的粘结。6）可能在电池片的主栅线产生连续性的气泡。,焊带通过助焊剂的浸泡去除表面的氧化膜，并在表面覆盖形成了一层均匀、平滑、连续并附牢固的焊料层。在焊接过程中可以有效地