太阳能光伏组件原材料成本与质量控制全

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组件原材料成本与质量控制主要内容背板EVA焊带硅胶接线盒附录

背板1.1背板的结构及特点

由多层高分子薄膜经碾压黏合起来的复合膜，主要由三层组成：含氟膜（或其替代物）+PET层(或其替代物）+与EVA粘结层（有含氟膜、改性EVA、PE、PET等）。特点：优异的耐侯性低的水汽渗透率良好的电绝缘性一定的粘结强度经典TPT结构背板图示背板1.1.1含氟膜（或其替代物）

主要有PVF（聚偏氟乙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）、PTFE(聚四氟乙烯）、THV（四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯共聚物）、聚酰亚胺、改性PET（聚对苯二甲酸乙二酯）等。各种膜性能对比PVFPVDFPTFETHV聚酰亚胺改性PET耐侯性优优优优良一般使用温度/℃-70~110-40~150-190~260/-260~300/与PET黏合一般一般一般良优优加工方式挤出/流延/涂布挤出/涂布涂布挤出挤出挤出加工方式不同对膜的性能影响很大，一般说来挤出法优于流延法，涂布法因为其工艺尚不成熟，性能相对最差。背板1.1.2PET（聚对苯二甲酸乙二酯）

作用：降低水汽透过率优异的绝缘性能

缺点：在高温高湿中容易水解在紫外光照中易发生光降解

背板1.1.3与EVA粘结层

与EVA粘结层主要有含氟膜和EVA（不同于EVA胶膜）两大类。

性能要求：优秀的抗紫外能力较高的光反射率一定粘结强度

与EVA粘结层性能比较

价格抗紫外与PET粘结对PET保护与EVA粘结含氟薄膜贵优一般优良EVA便宜一般优差优背板1.2市场上主流背板及其组成

目前背板主要有：TPT结构，TPE结构，纯PET结构，APA结构，AAA结构等。（此处T泛指含氟层）TPT结构：含氟层+PET+含氟层TPE结构：含氟层+PET+EVA（低VA含量）APA结构：聚酰亚胺+PET+聚酰亚胺AAA结构：三层聚酰亚胺复合国外较知名的背板厂家有：Isovolta、Madico、Covene、Honeywell、Krempel、3M、SFC、Toyal等。国内的背板厂家主要有：台湾台虹、杭州特富龙、苏州中来、苏州赛伍，其中特富龙和中来属于自主研发，台虹和赛伍的含氟膜是从国外采购。背板几种主流背板性能对比背板组成耐侯性缺陷备注IsovoltaAAA三层聚酰亚胺优自清洁能力差，易脏污机械强度较弱IsolvoltaTPTTedlar+PET+Tedlar优层间剥离力弱，价格贵Tedlar为一代SFCTPTTedlar+PET+Tedlar良NA台虹TPTTedlar+PET+Tedlar良二代Tedler逊于一代Tedlar为二代MadicoTPETedlar+PET+EVA良较薄，耐侯性能不及TPTTedlar为一代日本TOYOPVDF+PET+PE一般PET材质差，PE易发黄PET有两层透明背板PET+PET+PET差PET自身结构耐侯性差不同改性PETTOYO黑色与上结构一致差PET材质差，易老化添加黑色助剂注：限于版面限制，背板型号和部分参数未示出；一代Tedlar采用挤出吹塑法，二代采用流延法。背板1.3背板的评价指标及检验方法评价指标检测项目检测方法外观尺寸，瑕疵符合进料检验作业指导书要求（目测，尺）力学性能抗拉强度/断裂伸长按照GB/T1040测试要求进行测试（万能试验机）电学性能击穿电压按照GB/T1408测试要求进行测试（电压击穿试验机）收缩率二维尺寸稳定性150℃，30min测量背板二维尺寸变化（恒温箱）透水率透水率测试按照ISO15106-1测试要求测试（透水率测试仪）粘结性能与EVA/硅胶剥离强度层间剥离强度按照GB/T2791测试要求测试（万能试验机）测试背板间剥离力最薄弱层，要求达到指标值可靠性验证参见附录参考IEC要求测试（参见附录）注：可靠性测试主要是针对材料变更或定期检测；所列背板的测试项目，可以根据实际情况选测。下同。背板1.4常常见的背板板失效方式式背板自身结结构缺陷：使用年限限不达标（（表现为PET脆化化、发黄，，背板破裂裂，如纯PET结构构组件一般般使用年限限不超过10年）。。层间胶黏剂剂缺陷：背板层间间分层（涂涂胶工艺稳稳定性问题题，或层间间胶黏剂粘粘结强度不不够，或层层间剥离力力老化衰减减快）与EVA粘粘结层缺陷陷：脱层（表表面处理问问题，EVA质量问问题，交联联度不达标标）、发黄黄（材料不不耐老化，，如东洋PVDF+W-PET+V-PET+LE的LE层容易易老化发黄黄）。背板的材质质决定了组组件的使用用年限。EVA2.1EVA的交交联反应EVA（乙乙烯-醋酸酸乙烯共聚聚物）胶膜膜是一种受受热发生交交联反应，，形成热固固性凝胶树树脂的热固固性热熔胶胶。EVA胶膜膜在未层压压前是线性性大分子，，当受热时时，交联剂剂分解，形形成活性自自由基，引引发EVA分子间反反应形成网网状结构。。从而提高高EVA的的力学性能能、耐热性性、耐溶剂剂性、耐老老化性。交联EVA2.2EVA的主主要组成及及对其性能能影响EVA胶膜膜主要由EVA主体体、交联剂剂体系（包包括交联引引发剂和交交联剂）、、阻聚剂、、热稳定剂剂、光稳定定剂、硅烷烷偶联剂等等组成。各部分对EVA性能能的影响如如下：名称对性能的影响VA含量VA含量越高，流动性越大，软化点越低，粘结性能越好，极性越大分子量及分布分子量越高，流动性越差，整体力学性能越好交联剂体系决定EVA的固化温度与固化时间。好的交联剂体系，可以降低气泡产生可能性，同时残留的自由基少，减少不稳定因素阻聚剂主要是用来延缓交联反应的时间，有利于抽真空时气泡的排除抗氧剂提高EVA的抗氧化性能光稳定剂提高EVA的耐紫外黄变，捕捉自由基，延缓EVA老化硅烷偶联剂提高EVA与玻璃的粘结强度EVA2.3EVA主要要供应商及及性能比对对EVA厂家家众多，主主要EVA供应商有有日本三井井化学，Bridgestone，国国内的如First，台塑。。下面是BridgestoneS11与FirstF806差异的对比比。名称VA含量交联剂体系耐黄变性能剥离强度流动性出现气泡概率BridgestoneS1128%左右稳定优均匀合适较少FirstF80633%左右稍差良好波动大偏大较多注：未列出出的性能参参数二者差差距不大。。EVA2.4EVA的评评价指标及及检验方法法评价指标检测项目检测方法外观尺寸，有无瑕疵符合来料检验作业指导书要求（目测，尺）力学性能与背板/玻璃剥离强度抗拉强度/断裂伸长按照GB/T2791/2790中测试要求操作（万能试验机）按照GB/T1040中测试要求操作（万能试验机）电学性能击穿电压按照GB/T1408测试要求进行测试（电压击穿试验机）交联度交联度测试按照正常层压工艺，二甲苯萃取法透光率不同光谱光透过率检测紫外光/可见光透过率（紫外分光光度计）老化黄变黄变指数紫外，湿热老化后测试其黄变指数粘结可靠性老化后与背板/玻璃剥离强度对剥离样品进行紫外/湿热老化按照GB/T2791/2790中测试要求操作（万能试验机）可靠性验证参见附录参考IEC要求测试（参见附录）EVA2.5常常见的EVA失效方方式发黄：EVA发发黄由两个个因素导致致（主要是是添加剂体体系相互反反应发黄；；其次EVA自身分分子在氧气气、光照条条件下，EVA分子子自身脱乙乙酰反应导导致发黄）），所以EVA的配配方决定其其抗黄变性性能的好坏坏。气泡：气泡包括括两种，层层压时出现现气泡和层层压后使用用过程中出出现气泡。。层压时出出现气泡（（EVA的的添加剂体体系，其它它材料与EVA的匹匹配性，层层压工艺均均有关系））；层压后后出现气泡泡（这个导导致的因素素众多，一一般是由材材料间匹配配性差导致致）。脱层：与背板脱脱层（交联联度不合格格，与背板板粘结强度度差）；与与玻璃脱层层（硅烷偶偶联剂缺陷陷，玻璃脏脏污，硅胶胶封装性能能差，交联联度不合格格）。焊带3.1焊焊带的结构构和分类3.1.1焊带的的结构如下下图所示焊带3.1.2焊带的的分类按铜基材分分：纯铜（（99.9%）、无无氧铜（99.95%）、紫紫铜。按涂锡层分分：60%Sn40%Pb62%Sn36%Pb2%Ag96.5Sn3.5%Ag其它…按用途分：：互联条、、汇流条按硬度分：：1.Soft2.ExtraSoft3.UltraSoft4.UltraSoftPlus焊带3.2焊焊带的各种种成分指标标及可靠性性3.2.1焊带的的各种成分分性能参数数种类电阻率（Ω.cm）铜1.69*10-6锡1.14*10-5铅2.06*10-5银1.62*10-6种类热膨胀系数（/℃）铜1.69*10-6

硅2.6*10-6种类固相点液相点60%Sn/40%Pb183℃190℃62%Sn/36%Pb/2%Ag178℃180℃96.5%Sn/3.5%Ag217℃219℃焊带3.2.2光伏伏行业对焊焊带的要求求低电阻率：：ρ(焊带电阻阻率)=R(焊带电阻阻)A(焊带截面面积)/L(焊带长度度)安全载流量量截面积一般对应3.75安安培的电流流强度的焊焊带的横截截面应在0.3平方方毫米或以以上。注：Ulbrich厂家提供供的数据。。力学性能因为焊带要要接受温度度循环试验验冲击，所所以需要一一定的强度度，否则容容易发生断断裂。抗拉强度指指标：单片片焊带≥150N/mm2，汇流条≥≥200N/mm2.抗老化性能能能耐一定的的酸碱腐蚀蚀性，具有有良好的抗抗疲劳特性性。能保证证25年的的使用寿命命。与硅片的相相容性尽量使用软软态焊带，，降低电池池片与硅片片的热应力力，降低裂裂片率。焊带3.3焊焊带的主要要厂家及性性能参数焊带的厂家家国外的如如Ulbrich，，国内的焊焊带厂家很很多，如Sveck、宇邦等等。下边是对Ulbrich与Sveck焊带的性性能比较项目UlbrichSveck铜基带尺寸1.5*0.15mm1.8*0.18mm1.5*0.15mm1.8*0.18mm镀锡层成份62%Sn36%Pb2%Ag单面镀锡层厚度0.03-0.05mm0.02-0.0275mm0.025~0.04mm0.025~0.04mm铜基材电阻率≤1.80*10-6Ω.cm≤1.80*10-6Ω.cm抗拉强度ExtraSoft220-276N/mm²UltraSoft220-269N/mm²>150N/mm2延伸率ExtraSoft25%Ultrasoft28%15%注：焊带的的断裂伸长长率与焊带带的硬度相相关联，一一般来说，，焊带越软软，断裂伸伸长率越大大。焊带3.4焊焊带的评价价指标及检检验方法评价指标检测项目检测方法外观尺寸，瑕疵按照来料作业指导书的要求检测力学性能抗拉强度/断裂伸长按照GB/T228要求测试（万能拉力试验机）电阻率电阻率测试供应商提供数据（可以送第三方检测）成分分析铜的纯度镀层成分分析外测可靠性参见附录参考IEC要求测试（参见附录）硅胶4.1硅硅胶的分类类1）单组分分室温硫化化硅橡胶2）双组分分缩合型室室温硫化硅硅橡胶3）双组分分加成型室室温硫化硅硅橡胶脱脱肟型脱酸型脱醇型脱胺型脱酰胺型脱酮型脱醇型硅胶4.1.1单组分分与双组分分硅胶的区区别单组分硅胶胶是区别双双组分硅胶胶而命名的的，双组分分硅胶在使使用时需要要将A（基基体）、B（固化剂剂）两组分分按一定比比例混合，，然后发生生交联固化化。单组分分硅胶则是是在使用前前不需要加加入固化剂剂，其生产产过程中已已加入潜伏伏性固化剂剂，使用时时遇热或与与空气中水水汽反应就就开始反应应和固化。。单组分室温温硫化硅橡橡胶的优点点是使用方方便，但深深部固化较较困难；双双组分室温温硫化硅橡橡胶的优点点是固化时时不放热,收缩率率很小，不不膨胀，无无内应力，，固化可在在内部和表表面同时进进行，可以以深部硫化化；加成型型室温硫化化硅橡胶的的硫化时间间主要决定定于温度，，因此，利利用温度的的调节可以以控制其硫硫化速度。。硅胶4.1.2单组分分室温硫化化硅橡胶反反应原理（（脱醋酸型型）硅胶4.2不不同端基硅硅胶性能差差异（单组组分）硅胶4.3硅硅胶的评价价指标及检检测方法（（单组分））4.3.1光伏行行业对硅胶胶的总体性性能要求具有弹性,应变能力力良好的电绝绝缘性能良好的耐气气候性能粘接、密封封性能可靠靠不失效硅胶4.3.2单组分分硅胶在选选材及使用用过程中的的注意事项项硅胶固化依依懒大气中中的水分，，使硫化胶胶的厚度受受到限制，，只能用于于厚度6毫毫米以下的的场合；对温湿度需需有控制，，湿度太大大，会导致致硬化后的的橡胶强度度降低．湿湿度太小，，固化速度度减慢，不不利于固化化；金属腐蚀问问题：单组组分RTV橡胶中的的物质会引引起金属腐腐蚀的可能能。脱醋酸酸会引起生生锈，脱肟肟型RTV橡胶在密密闭状态下下会腐蚀金金属铜；与EVA相相容性：硅硅胶中的催催化剂有可可能与EVA中添添加剂反应应；与接线盒相相容性：脱脱肟型硅胶胶会与PC材质的接线盒发发生反应。。硅胶4.3.3硅胶的的主要评价价指标及检检测方法评价指标检测项目检测方法外观尺寸，瑕疵按照来料作业指导书要求检测固化参数表干时间/固化速率按照来料作业指导书要求检测力学性能抗拉强度/断裂伸长按照GB/T528测试要求测试剥离性能与背板剥离强度按照GB/T2791测试要求测试剪切强度与铝片拉伸剪切强度按照GB/7124测试要求测试匹配性与焊带/接线盒/EVA/二极管匹配性不与这些材料发生反应（一般DH1000h）电学性能体积电阻率/击穿电压可靠性参见附录参考IEC要求测试（参见附录）硅胶4.4硅硅胶的主要要厂家国外硅胶厂厂家如道康康宁，国内内的硅胶厂厂家有北京京天山，上上海回天，，广州白云云等。下边边是天山硅硅胶的一些些检测项目目(仅作参参考）。硅胶4.5常常见的硅胶胶失效方式式自身老化：表现为硅硅胶表面发发黄，弹性性变差，或或呈粉尘状状，霉变等等。自身老老化可能导导致封装不不良。剥离强度差差：表现为接接线盒不能能承受相应应拉力而剥剥落，双组组分灌封胶胶体现为与与接线盒内内壁粘结不不良。剪切强度差差：导致封装装不良。封装不良：具体表现现为湿漏电电测试不通通过，湿热热后组件边边缘失效。。接线盒5.1接接线盒的种种类及组成成5.1.1接线盒盒的种类接线盒主要要有两种类类型：普通通和灌封两两种。普通接线盒盒采用硅胶胶密封圈密密封，灌胶胶接线盒则则采用双组组分硅胶填填充来灌封封，普通接接线盒应用用较早，操操作简单，，但是密封封圈使用年年限较长时时易老化。。灌封接线盒盒操作较复复杂（需要要填充双组组分硅胶，，并固化）），但密封封效果好，，耐老化，，能保证接接线盒密封封长期有效效，且价稍稍便宜。注：灌封装装接线盒以以前一般用用于薄膜组组件，但是是目前如尚尚德、阿特特斯等也将将其应用与与晶体硅组组件。接线盒普通接线盒盒灌封接线盒盒接线盒5.1.2接线盒盒的组成及及要求接线盒主要要由上盖、、密封圈（（灌封接线线盒无）、、二极管、、连接装置置、散热装装置（取决决于接线盒盒的设计））、盒体组组成。盒体及上盖盖：一般由由PPO（（聚苯醚））或PA（（尼龙）注注塑而成，，要求具有有优异的耐耐老化性能能，并具有有一定的强强度，耐高高温，抗温温度冲击。。密封圈：防防水防尘，，要求弹性性好，耐老老化性能好好。二极管：起起保护组件件的作用，，电性能符符合要求，，工作时结结温不大于于指标值，，耐腐蚀。。连接装置：：引出端强强度达标。。接线盒5.2接接线盒性能能测试评价指标检测项目测试方法外观尺寸，有无瑕疵按照来料检验作业指导书操作力学性能弹片与汇流条拉力二极管角卡紧力导线与接线盒拉力接线盒与固化后拉力防火等级耐火测试外侧（土办法是点燃记录熄灭时间）导通性导通测试用万用表测试导线两端是否连通耐低温能力低温冲击按VDEV0126-3-20066.3.10要求测试热变形烘烤试验90℃，4h，有无变形可靠性验证参见附录参考IEC要求测试（参见附录）接线盒5.3接接线盒厂家家目前国内的的接线盒厂厂家很多。。连接器的性性能好坏（（指定参数数达标的情情况下）主主要取决于于密封圈质质量的优劣劣，散热性性