孔丹 谷伟

（天津津能电池科技有限公司，天津 300384）

在太阳能电池的封装材料中，EVA是一种重要的材料，如不能正确的使用，将会对太阳能电池产生致命的缺陷，成为工艺中的关键控制点，如：电池组件有缘区和绝缘区气泡、电池组件错位、电池组件裂等。针对公司使用的EVA进行了一系列的工艺试验，最终通过交联度测试和剥离强度测试，找到适用于不同设备的工艺参数，成功指导实际生产活动，将组件生产合格率控制提高5%。鉴于与供职公司之间的保密合同要求，当涉及工艺参数等相关机密时，作者会避免出现数据。

1 实验设备和材料

1.1 实验材料：EVA进口，厚度0.5mm

非晶硅太阳电池635*1245*3.2mm

背板玻璃 635*1245*3.2mm

4F布

1.2 实验设备：采用国产博硕层压机-真空泵抽气速率15L/S极限真空

国产烘箱

交联度试验器皿和化学试剂

粘接强度测试仪

1.3 进口EVA材料基本特性（厂商提供参数）

在实际生产中，以上参数中的剥离强度和交联度是我们经常关注的，因为剥离强度是电池组件关键的质量因素，如果剥离强度不高，那么层压后的电池组件会在短时间内发生脱胶现象。同样交联度数值也对应着EVA与电池片和背板间的粘接程度。

2 基于EVA的非晶太阳能电池层压工艺

层压机是非晶太阳能电池真空层压工艺的主要仪器，它的作用就是在真空条件下对EVA进行加热加压，实现EVA的交联固化而实现非晶硅太阳电池的密封。

2.1 层压机主要参数：

*层压温度：一般对应着EVA的固化温度，层压温度设定的高低关系到EVA胶膜熔融的速率和交联反应的快慢。

*抽气时间：指的是层压机加压前的抽真空时间，主要目的是将EVA胶膜熔融状态下化学反应分解出的气体和层压件各层间隙中的气体抽出。抽气时间的长短与层压设定温度和真空泵状态有关，层压设定温度高EVA熔融时间短，流动性强，抽气时间应相应缩短，在EVA流动性强时过长抽气容易使电池组件产生错位。同样真空泵抽气速率快时也会因为在EVA未交联固化到一定程度还保持一定的流动性的前提使电池组件产生错位。

*充气加压：主要目的是将EVA交联固化后的结构变得更加紧密，提高EVA与电池和背板之间的粘接强度。如果充气加压时间过长，电池组件上施加的压力就越大，当超过组件所能承受的压力范围时，电池组件会发生断裂。相反如果充气加压时间过短，不能改变EVA交联固化后内部松散的结构，导致EVA与电池和背板的粘接强度不高，影响电池组件的整体性能。

*保压层压：在保持层压机上室压力不变的条件下，使电池组件在层压机中继续发生交联固化反应，EVA交联反应程度随着保压层压的时间增长而提高。

2.2 EVA交联度随上述参数变化的交联固化规律：

在实际生产中，使用供应商提供的参数不能够满足生产需求，层压后的电池组件经常出现组件有源区内的气泡，直径超过20mm，组件不规则的开裂等质量问题。我们依照工艺要求：交联度80%-90%，与背板玻璃强度≥20N/cm进行试验。

2.2.1 EVA交联度和粘接强度和充气压力的变化规律

层压参数：136℃ ，总层压时间：21分钟 ，其中抽气：4分钟 保压层压：17分钟

2.2.2 EVA交联度和粘

接强度和层压温度的变化规律

2.2.2.1 层压时间为30分钟，充气压力0.6大气压。

2.2.2.2 层压时间为25分钟，充气压力0.6大气压。

2.2.3 EVA交联度和粘接强度和层压时间的变化规律层压温度136℃，充气压力0.6大气压

3 结论

我公司采用的进口EVA在使用过称中，与国产层压机和进口层压机相匹配，通过实验确立适用于该进口EVA材料的工艺参数。在满足交联度80%-90%，剥离强≥20N/cm的要求下，工艺参数适用范围为层压温度135-140℃，层压时间≥180min,充气压力≥0.6大气压。在实际使用过程中要参考设备的实际工作条件，在范围内调整，值得注意的是，每一套工艺参数都会随着设备的使用寿命变化而变化，工艺人员在工作过程要随时关注并对参数做出微调，以保证层压后的非晶硅太阳电池组件外观满足使用性能要求。

1李咏梅 施尚林 段正刚 敬渊 杨宏，太阳电池封装材料-EVA的应用与分析【J】，第八届光伏论坛会议论文集

2 A.W.Czanderna,F.J.Pern.Encapsulation of PV modules using ethylene vinyl acetate copolymer as a pottant:A critical review.Solar Energy Materials and Solar Cells43(1996):101-181

3李国雄 许妍 林安中 周良德，太阳电池中EVA胶层的性能研究【J】，太阳能学报，1996.1