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EVA交聯度是指EVA膠膜加熱時線狀分子交聯成網狀分子的質量比率。組件層壓時,加熱到一定溫度EVA處于熔融狀態(tài)下,配方中的交聯劑分解產生自由基,引發(fā)EVA長鏈分子間的結合,使之和硅晶片、超白鋼化玻璃、TPT背板產生粘接和固化,三層材料復合為一體,固化后的電池片不再移動,基本上不產生熱收縮。EVA交聯機理如下:
當層壓機的加熱溫度到達交聯劑的分解溫度后,交聯劑中的過氧鍵斷裂形成過氧自由基RO﹣,其極易與EVA支鏈上烷基的H結合,兩個烷基活性基團結合后便形成交聯的EVA。
影響EVA交聯度的主要原因有兩個:交聯劑添加量和層壓溫度。在交聯劑活性溫度下,交聯度隨交聯劑的加量而上升;在定量交聯劑下,交聯度隨層壓溫度上升而升高,但是到達一極限后不再上升,反之亦然。為了提高組件廠商的生產效率,層壓工藝趨于低溫層壓,短時層壓,這主要取決于交聯劑的半衰期、活性氧含量、自由基性質等,目前業(yè)界普遍使用140℃下層壓10min的層壓工藝;交聯劑添加的多,交聯度雖高,但過多易產生老化黃變;交聯劑太少,交聯度過低,粘結強度和抗老化同樣受到影響,實驗分析證明交聯度在75%-80%為*。
粘結性
EVA膠膜粘結性主要由EVA原料和配方中的偶聯劑決定。若原料EVA中VA含量少,則耐熱性好,但粘結性和低溫柔韌性差; VA含量較多,則有較好的低溫柔韌性和粘結性。另外,熔融指數越大,EVA流動性越好,平鋪性好,物理粘接點越多,剝離強度越大;但熔指大到一定程度,EVA就會出現較低的聚合度,導致自身強度降低,粘結力反而減少。為了保持好的粘結性,一般選用VA含量28-33%,MI 10-400的樹脂。
EVA膠膜與背板及玻璃的剝離強度決定了光伏電池組件的質量。EVA常溫下無 粘性,便于操作,但在層壓過程中加熱到一定溫度,便發(fā)生物理化學變化,將硅晶片、鋼化玻璃和背板粘接。若粘接不牢,短期內即可出現脫膠,甚至出現玻璃脫落砸傷人員的情況。
EVA屬聚合物中的弱極性材料,而玻璃是表面平滑得無機材料,兩者之間較難長久的粘合到一起;TPT背板是表面難粘結的含氟材料,故需要在配方中加入偶聯劑對EVA改性以增強極性。B. Arkles[4]
對硅烷偶聯劑與樹脂的作用機理提出了四步模型,即(1)與硅相連的3個Si-X 基水解成Si-OH ;(2)Si-OH之間脫水縮合成Si-OH的低聚硅氧烷;(3)低聚物中的Si-OH與基材表面上的OH形成氫鍵(4)加熱固化過程中伴隨水反應而與基材形成共價鍵連接。偶聯劑就像橋梁一樣把無機玻璃與聚合物EVA連接到一起,
EVA膠膜的粘結強度要盡量合理,并非越大越好。太低了與背板,玻璃粘合差,易剝離,達不到產品技術標準和質量要求,太高了剝離強度過大,產品返修困難,易造成電池片損傷。粘結強度的持久性同等重要,一款好的EVA膠膜需要做完各種老化試驗后,仍能保持良好的粘結強度
此外,固化溫度,固化時間,交聯劑含量,整個配方體系的相容性,玻璃及背板的表面性能都會直接或間接地影響EVA膠膜的剝離強度。