组件层压工艺说明解析.ppt

2008年7月 层压工艺讲解 讲解内容 封装材料的特性 层压机的原理 EVA的特性 EVA的成分:乙烯和醋酸乙烯的共聚物,其分子链上引入了乙酸乙烯单体(VA),降低了结晶度,提高了透明性,柔韧性,耐冲击性,改善了热密封性.熔融温度小于80℃,熔融后流动性好.在加热熔融的同时会发生固化反应。当温度较低时，交联反应发生的速度很缓慢，完成固化所需要的时间较长，反之需要的时间就比较短. EVA的特性 为改善其耐天候老化性,其中添加了能使聚合物稳定化的添加剂,如:紫外光吸收剂,紫外光稳定剂,热稳定剂,以及过氧化物交联剂(提高耐热性). EVA的胶凝度 当EVA被加热到一定温度时,交联剂产生自由基,引发大分子间的反应,形成三维网状结构,使EVA胶层交联固化.通常，EVA 的交联度用凝胶含量来表示，凝胶含量是交联的 EVA (经过交联反应后达到固化不溶的程度)占总的 EVA的重量百分含量。 工艺要求范围为:65%～95%. TPE的特性 TPE复合膜具有优质的耐老化，耐腐蚀，耐溶剂，阻隔性能和低吸水性，有效地防止了介质尤其是水，氧，腐蚀性气液体（如酸雨）等对EVA的侵蚀和对太阳电池片的影响. TPE是是指使用杜邦公司的TEDLAR（商品名）PVF膜作为太阳能背膜的两面，中间加上一层透明的PET进行复合，即TEDLAR+PET+EVA 钢化玻璃 标准使用低铁钢化玻璃,厚度为3.2mm,在晶体硅太阳电池响应波长(320～1100nm)范围内透光率可达到90%, 层压机基本原理 组件层压结构图 材料厚度 钢化玻璃:3.2mm,EVA:0.46mm, 电池片:0.19mm,TPE:0.2mm. 层压机连接图 层压机简图 层压机工作原理 将组件放进层压机,关闭层压机上盖,层压机自动工作或手动工作程序. ①下室真空,上室真空(抽真空程序) ②下室真空,上室充气(加压程序) ③下室真空,上室”0”(层压过程) ④下室充气,上室真空(开盖过程) ①下室真空,上室真空(抽真空程序) ②下室真空,上室充气(加压程序) ③下室真空,上室”0”(层压过程) ④下室充气,上室真空(开盖过程) 气囊在各工作程序的状态图 抽真空时间:一是排出封装材料间隙的空气和层压过程中产生的气体，消除组件内的气泡；二是在层压机内部造成一个压力差，产生层压程序中所需要的压力. 充气时间：对应着层压时施加在组件上的压力，充气时间越长，压力越大。因为像 EVA 交联后形成的这种高分子一般结构比较疏松，压力的存在可以使EVA胶膜固化后更加致密，具有更好的力学性能。同时也可以增强 EVA与其他材料的粘合力。 下图是使用硫化仪测试的胶凝度变化图.即是在 EVA固化过程中通过测试扭矩来反应 EVA的粘度变化，并由此来间接测定交联程度的一种仪器(横轴为时间，纵轴为转矩S*测试条件为 测试温度：140℃；误差：±5°) EVA的扭矩随着时间的变化是先下降，再上升。下降阶段对应着 EVA熔化阶段，到最低点时 EVA 的流动性最好。上升阶段即为 EVA 的固化阶段，可以看出在开始上升时曲线很陡，表明交联进行的速度很快，随着交联剂的消耗，交联剂含量减小，交联速度变慢. 抽气的关键点是动作要快，越早开始抽气越好。图 2 中的Tc10 为1：42， 在这个时间之前的一段时间内可以认为是最佳的抽气时间。在这段时间内 EVA或者为固态，或者为流动性好的液体状态，组件内部空隙里的残存气体可以比较容易的抽走。过了这段时间，随着 EVA交联程度的增加，流动性越来越差，残存的气体就被陷在了组件里面，很难再去除掉。这个最佳时间段是很短的，所以在层压机内放置样品时速度一定要快，要做到迅速的放样品，放好样品后马上合盖，合盖后马上开始抽气。抽气之前的这个过程占用的时间越少，抽气效果就会越好。 层压工艺参数的设定 温度的设定: 主要是根据所使用的EVA的特性,熔化温度,固化速度,组件的生产时的实际温度,最后通过层压实验,测试其胶凝度,拉力值,综合这些方面确定的层压温度为142度. 抽真空时间的设定: EVA完全溶化时的温度是80度,所以必须等到EVA完全溶化,达到最佳的熔融态后,气囊才能下压,这是最有利于排出组件内气体的,可以减少气泡的产生.根据测试温度的数据分析,在抽真空5分钟左右时组件上的温度即可达到80度,而这时EVA的流动性较大,气囊在这时下压,容易造成组件的移位,为避免产生移位,将抽真空时间延长至6分钟. 层压工艺参数的设定 加压和层压计时的设定: 气囊开始下压过程是将组件内部残存的气体排出的过程,并对组件施加一定的压力,使EVA胶膜固化后分子结构更加致密，具有更好的力学性能,增强 EVA与其他材料的粘合力.根据拉力测试和胶凝度的测试结果,将加压和层压时间合定为9分钟即可使胶凝度达到65