膠粘劑在光伏電池組件制造過(guò)程中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2023-12-29 09:19:39　點(diǎn)擊次數(shù)：

太陽(yáng)電池組件工作在戶外極其惡劣的自然環(huán)境中，其組裝用的很多材料（鋁合金邊框、超白玻璃、EVA、TPT、PVDF）是采用新技術(shù)或者專利保護(hù)材料，無(wú)論材料本身還是其表面處理工藝都有較高的技術(shù)含量。

層壓件與邊框的粘接和密封

　　邊框和層壓好的層壓件的裝配要求是緊密配合，并且連接牢固。邊框與層壓件之間要有很好的密封性，雖然是緊密配合但要求不損傷玻璃。用壓裝密封條裝配，其優(yōu)點(diǎn)是裝配簡(jiǎn)便快捷，但其粘接強(qiáng)度不高。依靠膠條的彈性變形填充密封間隙內(nèi)微觀高低不平缺陷，因膠條變形能力有限，特別是微小缺陷不能完全填充，導(dǎo)致密封的可靠性不高。用膠粘劑裝配的優(yōu)勢(shì)有如下幾點(diǎn)：

　　液態(tài)膠粘劑充分填充密封間隙，表面的微觀高低不平缺陷可以得到很好的填充，固化后形成彈性膠層，密封能力顯著提高；層壓件與邊框通過(guò)膠粘劑實(shí)現(xiàn)連續(xù)而且是高強(qiáng)度連接，太陽(yáng)電池組件承載能力和整體剛性大大提高，并且應(yīng)力分布更均勻；固化后的膠層具有良好的彈性變形能力，以適應(yīng)太陽(yáng)電池組件使用中的熱變形和外力變形。

　
　　因太陽(yáng)電池組件工作在戶外極其惡劣的自然環(huán)境中，其組裝用的很多材料（鋁合金邊框、超白玻璃、EVA、TPT、PVDF）是采用新技術(shù)或者專利保護(hù)材料，無(wú)論材料本身還是其表面處理工藝都有較高的技術(shù)含量。而不同廠商供應(yīng)的材料之間也有很大的差異，我們對(duì)太陽(yáng)電池組件用到的各類材料（凡是和膠粘劑接觸的或者會(huì)產(chǎn)生間接影響的）都做了大量的對(duì)比性試驗(yàn)研究。在選擇材料供應(yīng)商和制定裝配工藝時(shí)有如下幾個(gè)方面需要給予關(guān)注：

　　(a) 鋁合金邊框的表面處理工藝與膠粘劑的粘接性能

　　鋁或鋁合金自身的抗氧化、耐腐蝕能力差，但是經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗蟊憩F(xiàn)出極佳的抗氧化和耐腐蝕能力。組件裝配用的鋁合金邊框表面都是經(jīng)過(guò)一定工藝處理過(guò)的，常用的處理工藝有陽(yáng)極化處理、電泳涂裝、氟碳涂層等。1527 太陽(yáng)電池組件專用密封劑與陽(yáng)極化處理的鋁合金表面、丙烯酸電泳涂層鋁合金表面都有很好的粘接性能和耐老化性能。

　?。╞）背板材料與膠粘劑的粘接

　　 TPT 幾乎成了背板的代名詞，2007 年整個(gè)太陽(yáng)電池組件行業(yè)的產(chǎn)能劇增，背板材料的需求與供給矛盾突出，在買不到TPT 的情況下，很多廠家試用PET、PVDF 等新的背板材料。膠粘劑和背板類高分子材料粘接與否和背板材料的分子結(jié)構(gòu)和表面能有很大關(guān)系。如果背板材料表面未經(jīng)任何處理，其表面能很低，粘接強(qiáng)度很低，這些背板材料的表面只有經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚聿趴梢哉辰?。這類高分子材料的表處理方法有電暈處理、等離子處理、火焰處理和底劑處理法。

　　電池片與玻璃、背板的封裝

　　電池片未經(jīng)封裝不能長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)電，作為電源用必須將若干單體電池片串、并聯(lián)連接并嚴(yán)密封裝成組件。玻璃、電池片、背板材料需要通過(guò)膠粘劑進(jìn)行封裝，這層膠粘劑不僅要提供良好的電絕緣性能，還須具備以下特性：高的透光率；紫外穩(wěn)定性（不黃變）；有一定的彈性，使電池片在熱變形及外力沖擊下不致破裂。

　　目前使用最為廣泛的封裝材料是EVA。EVA 是一種熱熔膠粘劑，經(jīng)過(guò)一定條件熱壓發(fā)生熔融粘接與交聯(lián)固化，并變成高透光材料。固化后的EVA 能承受溫度變化且具有彈性，利用EVA 將電池片和上層玻璃，下層背板，利用真空層壓技術(shù)粘合為一體。隨著光伏建筑一體化技術(shù)的發(fā)展，EVA 材料的封裝工藝暴露出一定的局限性，特別是一些異型結(jié)構(gòu)的雙玻璃太陽(yáng)電池組件，采用常見(jiàn)的層壓工藝進(jìn)行封裝難度較大。UV 固化膠粘劑可以采用濕法灌膠工藝，無(wú)需加壓加溫，只需一定波長(zhǎng)和光強(qiáng)的UV 光照射數(shù)十秒鐘即可完全固化，達(dá)到封裝的要求，這項(xiàng)技術(shù)有望成為今后的發(fā)展方向。

　　光伏組件接線盒的粘接

　　太陽(yáng)電池組件封裝完成以后，需要通過(guò)膠粘劑把接線盒與背板粘接在一起。這就要求膠粘劑對(duì)各種背板及接線盒具有很好的粘接性能。為了確保接線盒在局部受力的情況下，即使長(zhǎng)期老化后也不會(huì)從背板上脫落，要求膠粘劑具有較好的抗撕裂性能及耐老化性能。

　　光伏組件接線盒的灌封

　　接線盒內(nèi)元器件的絕緣性能要求很高，太陽(yáng)電池組件在異常工作條件下會(huì)有大量電流通過(guò)旁路二極管并使其發(fā)熱，為提高接線盒的散熱性能及絕緣性能需要使用灌封膠，并達(dá)到防潮抗震的作用。灌封膠應(yīng)具備以下特點(diǎn)：良好的流動(dòng)性，能夠流到狹小的縫隙中；有一定的可操作時(shí)間和較快的凝膠時(shí)間；固化后應(yīng)具有良好的絕緣性能；對(duì)匯流條沒(méi)有腐蝕；良好的耐老化性能。雙組分有機(jī)硅灌封膠具有良好的絕緣性能、導(dǎo)熱性和耐老化性能，無(wú)腐蝕性并具有良好的流動(dòng)性，目前已被廣泛應(yīng)用與接線盒的灌封。

　　匯流條與背板切口處的密封

　　光伏組件接線盒灌封膠，為了防止外界潮氣從匯流條背板切口處滲透到太陽(yáng)電池組件內(nèi)部，需要用膠粘劑來(lái)密封。膠粘劑應(yīng)具有良好的絕緣性，同時(shí)對(duì)粘度有一定的要求，粘度低膠粘劑堆積厚度不夠，達(dá)不到密封的效果；粘度高不能很好的浸潤(rùn)匯流條，影響密封性。