在太陽能組件生產(chǎn)過程中,層壓是一道非常重要的工序。組件的壽命、性能及美觀都在層壓這里定型。而在此過程中也經(jīng)常出現(xiàn)一些致命的問題,這些問題往往會使組件完全報廢。這無疑會使我們的生產(chǎn)成本增加。所以有必要進行一些總結(jié)。
層壓機是真空層壓工藝使用的主要儀器,它的作用就是在真空條件下對EVA 進行加熱加壓,實現(xiàn) EVA的固化,達到對太陽電池密封的目的。
層壓之后的組件出現(xiàn)的問題主要有一下幾種:
氣泡、電池片移位、背板褶皺、匯流帶彎曲等
本次總結(jié)將從四個方面挖掘產(chǎn)生上述質(zhì)量問題的原因,在生產(chǎn)過程中,按照此總結(jié)的內(nèi)容逐個排查,定能找到解決方案。
一、工藝參數(shù)
層壓工藝要達到的要求是EVA交聯(lián)度在75-85%;EVA 與玻璃和TPT粘合緊密(剝離強度,玻璃 /EVA 大于 30N/cm , TPT/EVA大于15N/cm),電池片無位移,組件無明顯的氣泡。在具體操作上就是對主要就是對層壓機的幾個參數(shù)進行設(shè)置。這幾個參數(shù)的設(shè)置要考慮到很多的因素。
理想的層壓參數(shù)設(shè)置的要點就是在較低溫度下進行抽氣,然后在較高的溫度下使 EVA 固化。這個過程大概可以分成三步:
· 開始階段,層壓機內(nèi)組件的溫度較低,EVA熔化,有良好的流動性,但是交聯(lián)速度很慢。真空泵對下室抽真空,于是組件內(nèi)部的氣體迅速并且很容易的被抽走。上室保持真空,組件不受壓力。
· EVA 固化階段。組件溫度升高到一個較高溫度,EVA 發(fā)生快速的交聯(lián)反應。下室繼續(xù)保持抽真空,及時排出固化過程產(chǎn)生的氣體。同時上室充氣,上下室之間的壓力差使層壓機中的橡膠層對組件施加壓力。
· 結(jié)束階段。EVA固化完成。先是上室抽真空,撤去壓力,然后下室充氣,開蓋。
層壓過程最重要的兩個參數(shù)是時間和溫度
1.1、時間
層壓過程的時間包括抽真空時間和層壓時間,時間的長短對于層壓質(zhì)量至關(guān)重要。時間的確定是根據(jù)EVA的特性設(shè)定的。一般而言,組件在剛剛進入層壓機工作臺面時,底面玻璃和中間的EVA之間的溫差達到50℃之多,在之后的2分鐘左右的時間里,EVA逐漸升溫之熔融狀態(tài),之后繼續(xù)升溫到達最佳固化溫度。由此確定抽真空和層壓的時機。
1.1.1、抽真空時間
對應著加壓前的抽氣時間。主要是指下室抽氣。抽真空階段完成后就是上室充氣加壓的過程,所以抽氣時間又對應著加壓的時機。 抽氣的目的:一是排出封裝材料間隙的空氣和層壓過程中產(chǎn)生的氣體, 消除組件內(nèi)的氣泡;一是在層壓機內(nèi)部造成一個壓力差,產(chǎn)生層壓所需要的壓力。
抽真空時間太短:意味著層壓過早,此時EVA流動性好,受壓會流動,造成電池片移位,匯流帶彎曲,組件背面褶皺等。同時由于時間短,會有可能使組件內(nèi)有氣泡存在。
抽真空時間過長:意味著組件在層壓機內(nèi)時間延長,使EVA交聯(lián)度偏高,容易老化黃變甚至脫膠。
1.1.2、層壓時間
層壓時間分為充氣時間和層壓保持時間
充氣時間:對應著層壓時施加在組件上的壓力,充氣時間越長,壓力越大。因為像 EVA 交聯(lián)后形成的這種高分子一般結(jié)構(gòu)比較疏松,壓力的存在可以使EVA膠膜固化后更加致密,具有更好的力學性能。同時也可以增強 EVA與其他材料的粘合力。充氣時間一般分階段進行,每段時間不宜太長。
充氣時間過長:如果總的層壓時間不變,那么層壓保持時間勢必要縮短,會使的組件內(nèi)EVA密度偏小,厚度偏大,影響裝框。
如果層壓保持時間不變,則總的層壓時間會延長,會導致一系列的后果:組件可能會出現(xiàn)氣泡,EVA交聯(lián)度偏高,使組件使用過程中易老化黃變,影響壽命。
充氣時間偏短:會達不到設(shè)定的壓強,影響程序進行。對 EVA 固化后的致密度影響很小,起不到什么作用,對去處殘存氣泡的作用也不大,EVA與TPT、EVA與玻璃之間的粘合力比較小。這種情況一般較少發(fā)生。
層壓保持時間:對應著施加在組件上的壓力的保持時間,是整個過程中時間最長的一個階段。抽氣時間,層壓時間和抽氣時間之和就對應著總的固化時間。
保持時間過長:可能會導致組件出現(xiàn)氣泡,EVA交聯(lián)度偏高,使組件使用過程中易老化黃變,影響壽命。
保持時間過短:EVA交聯(lián)度會偏低,可能會出現(xiàn)電池片移位、背板褶皺等現(xiàn)象。