太陽能電池組件原材料成本與質(zhì)量控制

1、P 1中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD組件原材料成本與質(zhì)量控制組件原材料成本與質(zhì)量控制P 2中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD主要內(nèi)容n背板nEVAn焊帶n硅膠n接線盒n附錄 P 3中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD背板1.1 背板的結(jié)構(gòu)及特點 由多層高分子薄膜經(jīng)碾壓黏合起來的復合膜，主要由三層組成：含氟膜（或其替代物）+PET層(或其替代物）+與EVA粘結(jié)層（有含氟膜、改性EVA、PE、PET等）。 特點：特點： 優(yōu)異的耐侯性優(yōu)異的耐侯

2、性 低的水汽滲透率低的水汽滲透率 良好的電絕緣性良好的電絕緣性 一定的粘結(jié)強度一定的粘結(jié)強度經(jīng)典TPT結(jié)構(gòu)背板圖示P 4中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD背板1.1.1 含氟膜（或其替代物） 主要有PVF（聚偏氟乙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）、PTFE(聚四氟乙烯）、THV（四氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯共聚物）、聚酰亞胺、改性PET（聚對苯二甲酸乙二酯）等。 各種膜性能對比PVFPVDFPTFETHV聚酰亞胺改性PET耐侯性優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良一般使用溫度/ -70110-40150-190260/-260300/與PET黏合一般一般一般良優(yōu)優(yōu)加工方

3、式擠出/流延/涂布擠出/涂布涂布擠出擠出擠出加工方式不同對膜的性能影響很大，一般說來擠出法優(yōu)于流延法，涂布法因為其工藝尚不成熟，性能相對最差。P 5中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD背板1.1.2 PET（聚對苯二甲酸乙二酯） 作用作用：降低水汽透過率 優(yōu)異的絕緣性能 缺點缺點：在高溫高濕中容易水解 在紫外光照中易發(fā)生光降解 COOCH2CH2COOHOCH2CH2OHnPET (n=聚聚合合度度)P 6中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD背板1.1.3 與EVA粘結(jié)層 與EVA粘結(jié)層主要有含

4、氟膜和EVA（不同于EVA膠膜）兩大類 。 性能要求：性能要求：優(yōu)秀的抗紫外能力 較高的光反射率 一定粘結(jié)強度 與EVA粘結(jié)層性能比較 價格抗紫外與PET粘結(jié)對PET保護與EVA粘結(jié)含氟薄膜貴優(yōu)一般優(yōu)良EVA便宜一般優(yōu)差優(yōu)P 7中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD背板1.2 市場上主流背板及其組成 目前背板主要有：TPT結(jié)構(gòu)，TPE結(jié)構(gòu)，純PET結(jié)構(gòu)，APA結(jié)構(gòu)，AAA結(jié)構(gòu)等。（此處T泛指含氟層） TPT結(jié)構(gòu)：含氟層+PET+含氟層 TPE結(jié)構(gòu)：含氟層+PET+EVA（低VA含量） APA結(jié)構(gòu)：聚酰亞胺+PET+聚酰亞胺 AAA結(jié)構(gòu)：三層聚酰亞

5、胺復合 國外較知名的背板廠家有：Isovolta、Madico、Covene、Honeywell、Krempel、3M、SFC、Toyal等。 國內(nèi)的背板廠家主要有：臺灣臺虹、杭州特富龍、蘇州中來、蘇州賽伍，其中特富龍和中來屬于自主研發(fā)，臺虹和賽伍的含氟膜是從國外采購。P 8中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD背板幾種主流背板性能對比背板組成耐侯性缺陷備注Isovolta AAA三層聚酰亞胺優(yōu)自清潔能力差，易臟污機械強度較弱Isolvolta TPTTedlar+PET+Tedlar優(yōu)層間剝離力弱，價格貴Tedlar為一代SFC TPTTedl

6、ar+PET+Tedlar良NA臺虹 TPTTedlar+PET+Tedlar良二代Tedler遜于一代Tedlar為二代Madico TPETedlar+PET+EVA良較薄，耐侯性能不及TPTTedlar為一代日本TOYOPVDF+PET+PE一般PET材質(zhì)差，PE易發(fā)黃PET有兩層透明背板PET+PET+PET差PET自身結(jié)構(gòu)耐侯性差不同改性PETTOYO黑色與上結(jié)構(gòu)一致差PET材質(zhì)差，易老化添加黑色助劑注：限于版面限制，背板型號和部分參數(shù)未示出； 一代Tedlar采用擠出吹塑法，二代采用流延法。P 9中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD

7、背板1.3 背板的評價指標及檢驗方法評價指標檢測項目檢測方法外觀尺寸，瑕疵符合進料檢驗作業(yè)指導書要求（目測，尺）力學性能抗拉強度/斷裂伸長按照GB/T 1040測試要求進行測試（萬能試驗機）電學性能擊穿電壓按照GB/T 1408測試要求進行測試（電壓擊穿試驗機）收縮率二維尺寸穩(wěn)定性150，30min測量背板二維尺寸變化（恒溫箱）透水率透水率測試按照ISO 15106-1測試要求測試（透水率測試儀）粘結(jié)性能與EVA/硅膠剝離強度層間剝離強度按照GB/T 2791測試要求測試（萬能試驗機）測試背板間剝離力最薄弱層，要求達到指標值可靠性驗證參見附錄參考IEC要求測試（參見附錄）注：可靠性測試主要是針

8、對材料變更或定期檢測；所列背板的測試項目， 可以根據(jù)實際情況選測。下同。P 10中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD背板1.4 常見的背板失效方式 背板自身結(jié)構(gòu)缺陷背板自身結(jié)構(gòu)缺陷：使用年限不達標（表現(xiàn)為PET脆化、發(fā)黃，背板破裂，如純PET結(jié)構(gòu)組件一般使用年限不超過10年）。 層間膠黏劑缺陷層間膠黏劑缺陷：背板層間分層（涂膠工藝穩(wěn)定性問題，或?qū)娱g膠黏劑粘結(jié)強度不夠，或?qū)娱g剝離力老化衰減快） 與與EVAEVA粘結(jié)層缺陷粘結(jié)層缺陷：脫層（表面處理問題，EVA質(zhì)量問題，交聯(lián)度不達標）、發(fā)黃（材料不耐老化，如東洋PVDF+W-PET+V-PET+LE

9、的LE層容易老化發(fā)黃）。 背板的材質(zhì)決定了組件的使用年限。背板的材質(zhì)決定了組件的使用年限。P 11中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTDEVA2.1 EVA的交聯(lián)反應 EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）膠膜是一種受熱發(fā)生交聯(lián)反應，形成熱固性凝膠樹脂的熱固性熱熔膠。 EVA膠膜在未層壓前是線性大分子，當受熱時，交聯(lián)劑分解，形成活性自由基，引發(fā)EVA分子間反應形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從而提高EVA的力學性能、耐熱性、耐溶劑性、耐老化性。交聯(lián)P 12中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTDEVA2.2 EVA的主要組成及

10、對其性能影響 EVA膠膜主要由EVA主體、交聯(lián)劑體系（包括交聯(lián)引發(fā)劑和交聯(lián)劑）、阻聚劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、硅烷偶聯(lián)劑等組成。 各部分對EVA性能的影響如下：名稱對性能的影響VA含量VA含量越高，流動性越大，軟化點越低，粘結(jié)性能越好，極性越大分子量及分布分子量越高，流動性越差，整體力學性能越好交聯(lián)劑體系決定EVA的固化溫度與固化時間。好的交聯(lián)劑體系，可以降低氣泡產(chǎn)生可能性，同時殘留的自由基少，減少不穩(wěn)定因素阻聚劑主要是用來延緩交聯(lián)反應的時間，有利于抽真空時氣泡的排除抗氧劑提高EVA的抗氧化性能光穩(wěn)定劑提高EVA的耐紫外黃變，捕捉自由基，延緩EVA老化硅烷偶聯(lián)劑提高EVA與玻璃的粘結(jié)強度P 13

11、中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTDEVA2.3 EVA主要供應商及性能比對 EVA廠家眾多，主要EVA供應商有日本三井化學，Bridgestone，國內(nèi)的如First，臺塑。 下面是Bridgestone S11與First F806差異的對比。名稱VA含量交聯(lián)劑體系耐黃變性能剝離強度流動性出現(xiàn)氣泡概率Bridgestone S1128%左右穩(wěn)定優(yōu)均勻合適較少First F80633%左右稍差良好波動大偏大較多注：未列出的性能參數(shù)二者差距不大。P 14中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTDEVA

12、2.4 EVA的評價指標及檢驗方法評價指標檢測項目檢測方法外觀尺寸，有無瑕疵符合來料檢驗作業(yè)指導書要求（目測，尺）力學性能與背板/玻璃剝離強度抗拉強度/斷裂伸長按照GB/T 2791/2790中測試要求操作（萬能試驗機）按照GB/T 1040中測試要求操作（萬能試驗機）電學性能擊穿電壓按照GB/T 1408測試要求進行測試（電壓擊穿試驗機）交聯(lián)度交聯(lián)度測試按照正常層壓工藝，二甲苯萃取法透光率不同光譜光透過率檢測紫外光/可見光透過率（紫外分光光度計）老化黃變黃變指數(shù)紫外，濕熱老化后測試其黃變指數(shù)粘結(jié)可靠性老化后與背板/玻璃剝離強度對剝離樣品進行紫外/濕熱老化按照GB/T 2791/2790中測試

13、要求操作（萬能試驗機）可靠性驗證參見附錄參考IEC要求測試（參見附錄）P 15中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTDEVA2.5 常見的EVA失效方式 發(fā)黃發(fā)黃：EVA發(fā)黃由兩個因素導致（主要是添加劑體系相互反應發(fā)黃；其次EVA自身分子在氧氣、光照條件下，EVA分子自身脫乙酰反應導致發(fā)黃），所以EVA的配方?jīng)Q定其抗黃變性能的好壞。 氣泡氣泡：氣泡包括兩種，層壓時出現(xiàn)氣泡和層壓后使用過程中出現(xiàn)氣泡。層壓時出現(xiàn)氣泡（EVA的添加劑體系，其它材料與EVA的匹配性，層壓工藝均有關(guān)系）；層壓后出現(xiàn)氣泡（這個導致的因素眾多，一般是由材料間匹配性差導致）。 脫

14、層脫層：與背板脫層（交聯(lián)度不合格，與背板粘結(jié)強度差）；與玻璃脫層（硅烷偶聯(lián)劑缺陷，玻璃臟污，硅膠封裝性能差，交聯(lián)度不合格）。P 16中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD 焊帶3.1 焊帶的結(jié)構(gòu)和分類 3.1.1 焊帶的結(jié)構(gòu)如下圖所示 P 17中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD焊帶3.1.2 焊帶的分類 按銅基材分：純銅（99.9%）、無氧銅（99.95%）、紫銅。 按涂錫層分：60%Sn 40%Pb 62%Sn 36%Pb 2%Ag 96.5Sn 3.5%Ag 其它 按用途分：互聯(lián)條、匯流條

15、按硬度分： 1.Soft 2.Extra Soft 3.Ultra Soft 4.Ultra Soft PlusP 18中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD焊帶3.2 焊帶的各種成分指標及可靠性 3.2.1 焊帶的各種成分性能參數(shù)種類電阻率（.cm）銅1.69*10-6錫1.14*10-5鉛2.06*10-5銀1.62*10-6種類熱膨脹系數(shù)（/）銅1.69*10-6 硅2.6*10-6種類固相點液相點60%Sn/40%Pb183 19062%Sn/36%Pb/2%Ag178 180 96.5%Sn/3.5%Ag217 219 P 19中國南玻

16、集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD焊帶3.2.2 光伏行業(yè)對焊帶的要求低電阻率：低電阻率： (焊帶電阻率) =R (焊帶電阻) A (焊帶截面積) /L(焊帶長度) 安全載流量截面積安全載流量截面積 一般對應3.75安培的電流強度的焊帶的橫截面應在0.3平方毫米或以上。 注：Ulbrich廠家提供的數(shù)據(jù)。 力學性能力學性能 因為焊帶要接受溫度循環(huán)試驗沖擊，所以需要一定的強度，否則容易發(fā)生斷裂?？估瓘姸戎笜耍簡纹笌?50N/mm2，匯流條 200N/mm2.抗老化性能抗老化性能 能耐一定的酸堿腐蝕性，具有良好的抗疲勞特性。能保證25年的使用壽命。與硅

17、片的相容性與硅片的相容性 盡量使用軟態(tài)焊帶，降低電池片與硅片的熱應力，降低裂片率。P 20中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD焊帶3.3 焊帶的主要廠家及性能參數(shù) 焊帶的廠家國外的如Ulbrich，國內(nèi)的焊帶廠家很多，如Sveck、宇邦等。 下邊是對Ulbrich與Sveck焊帶的性能比較項目項目 Ulbrich Sveck 銅基帶尺寸1.5*0.15mm1.8*0.18mm1.5*0.15mm1.8*0.18mm鍍錫層成份 62%Sn36%Pb2%Ag 單面鍍錫層厚度0.03-0.05mm0.02-0.0275 mm0.0250.04mm0.

18、0250.04mm銅基材電阻率1.80*10-6 .cm1.80*10-6.cm抗拉強度Extra Soft 220-276 N/mm Ultra Soft 220-269 N/mm 150N/mm2延伸率Extra Soft 25% Ultra soft 28%15%注：焊帶的斷裂伸長率與焊帶的硬度相關(guān)聯(lián)，一般來說，焊帶越軟，斷裂伸長率越大。P 21中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD焊帶3.4 焊帶的評價指標及檢驗方法評價指標檢測項目檢測方法外觀尺寸，瑕疵按照來料作業(yè)指導書的要求檢測力學性能抗拉強度/斷裂伸長按照GB/T 228要求測試（萬

19、能拉力試驗機）電阻率電阻率測試供應商提供數(shù)據(jù)（可以送第三方檢測）成分分析銅的純度鍍層成分分析外測可靠性參見附錄參考IEC要求測試（參見附錄）P 22中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.1 硅膠的分類 1）單組分室溫硫化硅橡膠2）雙組分縮合型室溫硫化硅橡膠3）雙組分加成型室溫硫化硅橡膠 脫脫脫肟型脫酸型脫醇型脫胺型脫酰胺型脫酮型脫醇型P 23中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.1.1 單組分與雙組分硅膠的區(qū)別 單組分硅膠是區(qū)別雙組分硅膠而命名的，雙組分硅膠在使用時需要將A（基體）、

20、B（固化劑）兩組分按一定比例混合，然后發(fā)生交聯(lián)固化。單組分硅膠則是在使用前不需要加入固化劑，其生產(chǎn)過程中已加入潛伏性固化劑，使用時遇熱或與空氣中水汽反應就開始反應和固化。 單組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點是使用方便，但深部固化較困難；雙組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點是固化時不放熱, 收縮率很小，不膨脹，無內(nèi)應力，固化可在內(nèi)部和表面同時進行，可以深部硫化；加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時間主要決定于溫度，因此，利用溫度的調(diào)節(jié)可以控制其硫化速度。P 24中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.1.2 單組分室溫硫化硅橡膠反應原理（脫醋酸型）P 25中國南玻集團

21、股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.2 不同端基硅膠性能差異（單組分）P 26中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.3 硅膠的評價指標及檢測方法（單組分） 4.3.1 光伏行業(yè)對硅膠的總體性能要求n具有彈性,應變能力n良好的電絕緣性能n良好的耐氣候性能n粘接、密封性能可靠不失效P 27中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.3.2 單組分硅膠在選材及使用過程中的注意事項n硅膠固化依懶大氣中的水分，使硫化膠的厚度受到限制，只能用于厚度6毫米以

22、下的場合；n對溫濕度需有控制，濕度太大，會導致硬化后的橡膠強度降低濕度太小，固化速度減慢，不利于固化；n金屬腐蝕問題：單組分RTV橡膠中的物質(zhì)會引起金屬腐蝕的可能。脫醋酸會引起生銹，脫肟型RTV橡膠在密閉狀態(tài)下會腐蝕金屬銅；n與EVA相容性：硅膠中的催化劑有可能與 EVA中添加劑反應；n與接線盒相容性：脫肟型硅膠會與PC材質(zhì) 的接線盒發(fā)生反應。P 28中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.3.3 硅膠的主要評價指標及檢測方法評價指標檢測項目檢測方法外觀尺寸，瑕疵按照來料作業(yè)指導書要求檢測固化參數(shù)表干時間/固化速率按照來料作業(yè)指導書要求檢測

23、力學性能抗拉強度/斷裂伸長按照GB/T 528測試要求測試剝離性能與背板剝離強度按照GB/T 2791測試要求測試剪切強度與鋁片拉伸剪切強度按照GB/ 7124測試要求測試匹配性與焊帶/接線盒/EVA/二極管匹配性不與這些材料發(fā)生反應（一般DH1000h）電學性能體積電阻率/擊穿電壓可靠性參見附錄參考IEC要求測試（參見附錄）P 29中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.4 硅膠的主要廠家 國外硅膠廠家如道康寧，國內(nèi)的硅膠廠家有北京天山，上?；靥?，廣州白云等。下邊是天山硅膠的一些檢測項目(僅作參考）。P 30中國南玻集團股份有限公司中國南

24、玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD硅膠4.5 常見的硅膠失效方式 自身老化自身老化：表現(xiàn)為硅膠表面發(fā)黃，彈性變差，或呈粉塵狀，霉變等。自身老化可能導致封裝不良。 剝離強度差剝離強度差：表現(xiàn)為接線盒不能承受相應拉力而剝落，雙組分灌封膠體現(xiàn)為與接線盒內(nèi)壁粘結(jié)不良。 剪切強度差剪切強度差：導致封裝不良。 封裝不良封裝不良：具體表現(xiàn)為濕漏電測試不通過，濕熱后組件邊緣失效。P 31中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD接線盒5.1 接線盒的種類及組成 5.1.1 接線盒的種類 接線盒主要有兩種類型：普通和灌封兩種。 普通接線盒采用硅膠

25、密封圈密封，灌膠接線盒則采用雙組分硅膠填充來灌封，普通接線盒應用較早，操作簡單，但是密封圈使用年限較長時易老化。 灌封接線盒操作較復雜（需要填充雙組分硅膠，并固化），但密封效果好，耐老化，能保證接線盒密封長期有效，且價稍便宜。 注：灌封裝接線盒以前一般用于薄膜組件，但是目前如尚德、阿特斯等也將其應用與晶體硅組件。 P 32中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD接線盒普通接線盒灌封接線盒P 33中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD接線盒5.1.2 接線盒的組成及要求 接線盒主要由上蓋、密封圈（灌封接

26、線盒無）、二極管、連接裝置、散熱裝置（取決于接線盒的設計）、盒體組成。 盒體及上蓋：一般由PPO（聚苯醚）或PA（尼龍）注塑而成，要求具有優(yōu)異的耐老化性能，并具有一定的強度，耐高溫，抗溫度沖擊。 密封圈：防水防塵，要求彈性好，耐老化性能好。 二極管：起保護組件的作用，電性能符合要求，工作時結(jié)溫不大于指標值，耐腐蝕。 連接裝置：引出端強度達標。 P 34中國南玻集團股份有限公司中國南玻集團股份有限公司CSG HOLDING CO.,LTD接線盒5.2 接線盒性能測試 評價指標檢測項目測試方法外觀尺寸，有無瑕疵按照來料檢驗作業(yè)指導書操作力學性能彈片與匯流條拉力二極管角卡緊力導線與接線盒拉力接線盒與固化后拉力防火等級耐火測試外側(cè)（土辦法是點燃記錄熄滅時間）導通性導通測試用萬用表測試導線兩端是否連通耐低溫能力低溫沖擊按VDE V 0126-3-2006 6.3.10要求測試熱變形烘烤試驗90，4h，有無變形可靠性驗證參見附錄參考IEC