太陽能光伏組件原材料成本與質(zhì)量控制大全

1、光伏科技有限公司光伏科技有限公司 組件原材料成本與質(zhì)量控制組件原材料成本與質(zhì)量控制主要內(nèi)容 背板 EVA 焊帶 硅膠 接線盒 附錄 背板1.1 背板的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 由多層高分子薄膜經(jīng)碾壓黏合起來的復(fù)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(diǎn)：特點(diǎn)： 優(yōu)異的耐侯性優(yōu)異的耐侯性 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(qiáng)度一定的粘結(jié)強(qiáng)度經(jīng)典TPT結(jié)構(gòu)背板圖示背板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

2、乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯共聚物）、聚酰亞胺、改性PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二酯）等。 各種膜性能對(duì)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(duì)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?yàn)槠涔に嚿胁怀墒?，性能相?duì)最差。背板1.1.2 PET（聚對(duì)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(diǎn)缺點(diǎn)：在高溫高濕中容易水解 在紫外光照中易發(fā)生光降解 COOCH2CH2COOHOCH2CH2OHn

3、PET (n=聚聚合合度度)背板1.1.3 與EVA粘結(jié)層 與EVA粘結(jié)層主要有含氟膜和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(qiáng)度 與EVA粘結(jié)層性能比較 價(jià)格抗紫外與PET粘結(jié)對(duì)PET保護(hù)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)背板1.2 市場(chǎng)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)：三層聚酰亞胺復(fù)合 國

4、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(tái)灣臺(tái)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(tái)虹和賽伍的含氟膜是從國外采購。背板幾種主流背板性能對(duì)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(jī)械強(qiáng)度較弱Isolvolta TPTTedlar+PET+Tedlar優(yōu)層間剝離力弱，價(jià)格貴Tedlar為一代SFC TPTTedlar+PET+Tedlar良NA臺(tái)虹 TPTTedlar+PET+Tedlar良二代Tedler遜于一

5、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(hào)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。背板1.3 背板的評(píng)價(jià)指標(biāo)及檢驗(yàn)方法評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)方法外觀尺寸，瑕疵符合進(jìn)料檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書要求（目測(cè)，尺）力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度/斷裂伸長按照GB/T 1040測(cè)試要求進(jìn)行測(cè)試（萬能試驗(yàn)機(jī)）電學(xué)

6、性能擊穿電壓按照GB/T 1408測(cè)試要求進(jìn)行測(cè)試（電壓擊穿試驗(yàn)機(jī)）收縮率二維尺寸穩(wěn)定性150，30min測(cè)量背板二維尺寸變化（恒溫箱）透水率透水率測(cè)試按照ISO 15106-1測(cè)試要求測(cè)試（透水率測(cè)試儀）粘結(jié)性能與EVA/硅膠剝離強(qiáng)度層間剝離強(qiáng)度按照GB/T 2791測(cè)試要求測(cè)試（萬能試驗(yàn)機(jī)）測(cè)試背板間剝離力最薄弱層，要求達(dá)到指標(biāo)值可靠性驗(yàn)證參見附錄參考IEC要求測(cè)試（參見附錄）注：可靠性測(cè)試主要是針對(duì)材料變更或定期檢測(cè)；所列背板的測(cè)試項(xiàng)目， 可以根據(jù)實(shí)際情況選測(cè)。下同。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(dá)標(biāo)（表現(xiàn)為PET脆化、發(fā)黃，背板破裂，如純P

7、ET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(qiáng)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(dá)標(biāo)）、發(fā)黃（材料不耐老化，如東洋PVDF+W-PET+V-PET+LE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。EVA2.1 EVA的交聯(lián)反應(yīng) 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(yīng)，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(dāng)受熱時(shí)，交聯(lián)劑分解，形成活性自由基，

8、引發(fā)EVA分子間反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從而提高EVA的力學(xué)性能、耐熱性、耐溶劑性、耐老化性。交聯(lián)EVA2.2 EVA的主要組成及對(duì)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(duì)EVA性能的影響如下：名稱對(duì)性能的影響VA含量VA含量越高，流動(dòng)性越大，軟化點(diǎn)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(dòng)性越差，整體力學(xué)性能越好交聯(lián)劑體系決定EVA的固化溫度與固化時(shí)間。好的交聯(lián)劑體系，可以降低氣泡產(chǎn)生可能性，同時(shí)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(yīng)的時(shí)間，有利于抽真空時(shí)氣泡的排除抗氧劑

9、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(qiáng)度EVA2.3 EVA主要供應(yīng)商及性能比對(duì) EVA廠家眾多，主要EVA供應(yīng)商有日本三井化學(xué)，Bridgestone，國內(nèi)的如First，臺(tái)塑。 下面是Bridgestone S11與First F806差異的對(duì)比。名稱VA含量交聯(lián)劑體系耐黃變性能剝離強(qiáng)度流動(dòng)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(dòng)大偏大較多注：未列出的性能參數(shù)二者差距不大。EVA2.4 EVA的評(píng)價(jià)指標(biāo)及檢驗(yàn)方法評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)方法外觀尺

10、寸，有無瑕疵符合來料檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書要求（目測(cè)，尺）力學(xué)性能與背板/玻璃剝離強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度/斷裂伸長按照GB/T 2791/2790中測(cè)試要求操作（萬能試驗(yàn)機(jī)）按照GB/T 1040中測(cè)試要求操作（萬能試驗(yàn)機(jī)）電學(xué)性能擊穿電壓按照GB/T 1408測(cè)試要求進(jìn)行測(cè)試（電壓擊穿試驗(yàn)機(jī)）交聯(lián)度交聯(lián)度測(cè)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(cè)紫外光/可見光透過率（紫外分光光度計(jì)）老化黃變黃變指數(shù)紫外，濕熱老化后測(cè)試其黃變指數(shù)粘結(jié)可靠性老化后與背板/玻璃剝離強(qiáng)度對(duì)剝離樣品進(jìn)行紫外/濕熱老化按照GB/T 2791/2790中測(cè)試要求操作（萬能試驗(yàn)機(jī)）可靠性驗(yàn)證參見附錄參考IEC要求測(cè)試（參見

11、附錄）EVA2.5 常見的EVA失效方式 發(fā)黃發(fā)黃：EVA發(fā)黃由兩個(gè)因素導(dǎo)致（主要是添加劑體系相互反應(yīng)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(yīng)導(dǎo)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(shí)出現(xiàn)氣泡和層壓后使用過程中出現(xiàn)氣泡。層壓時(shí)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(gè)導(dǎo)致的因素眾多，一般是由材料間匹配性差導(dǎo)致）。 脫層脫層：與背板脫層（交聯(lián)度不合格，與背板粘結(jié)強(qiáng)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）。 焊帶3.1 焊帶的結(jié)構(gòu)和分類 3

12、.1.1 焊帶的結(jié)構(gòu)如下圖所示 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 按硬度分： 1.Soft 2.Extra Soft 3.Ultra Soft 4.Ultra Soft Plus焊帶3.2 焊帶的各種成分指標(biāo)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

13、種類固相點(diǎn)液相點(diǎn)60%Sn/40%Pb183 19062%Sn/36%Pb/2%Ag178 180 96.5%Sn/3.5%Ag217 219 焊帶3.2.2 光伏行業(yè)對(duì)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(duì)應(yīng)3.75安培的電流強(qiáng)度的焊帶的橫截面應(yīng)在0.3平方毫米或以上。 注：Ulbrich廠家提供的數(shù)據(jù)。 力學(xué)性能力學(xué)性能 因?yàn)楹笌б邮軠囟妊h(huán)試驗(yàn)沖擊，所以需要一定的強(qiáng)度，否則容易發(fā)生斷裂?？估瓘?qiáng)度指標(biāo)：?jiǎn)纹笌?50N/mm2，匯流條 200N/mm2.抗老化性能抗老化性能 能耐一

14、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(yīng)力，降低裂片率。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(duì)Ulbrich與Sveck焊帶的性能比較項(xiàng)目項(xiàng)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 mm0.0250.04mm0.0250.04mm銅基材電阻

15、率1.80*10-6 .cm1.80*10-6.cm抗拉強(qiáng)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。焊帶3.4 焊帶的評(píng)價(jià)指標(biāo)及檢驗(yàn)方法評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)方法外觀尺寸，瑕疵按照來料作業(yè)指導(dǎo)書的要求檢測(cè)力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度/斷裂伸長按照GB/T 228要求測(cè)試（萬能拉力試驗(yàn)機(jī)）電阻率電阻率測(cè)試供應(yīng)商提供數(shù)據(jù)（可以送第三方檢測(cè)）成分分析銅的純度鍍層成分分析外測(cè)可靠性參見附錄參考IEC要

16、求測(cè)試（參見附錄）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(shí)需要將A（基體）、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(shí)遇熱或與空氣中水汽反應(yīng)就開始反應(yīng)和固化。 單組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是固化時(shí)不放熱, 收縮率很小，不膨脹，無內(nèi)應(yīng)力，固化可在

17、內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行，可以深部硫化；加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)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。硅膠4.1.2 單組分室溫硫化硅橡膠反應(yīng)原理（脫醋酸型）硅膠4.2 不同端基硅膠性能差異（單組分）硅膠4.3 硅膠的評(píng)價(jià)指標(biāo)及檢測(cè)方法（單組分） 4.3.1 光伏行業(yè)對(duì)硅膠的總體性能要求具有彈性,應(yīng)變能力良好的電絕緣性能良好的耐氣候性能粘接、密封性能可靠不失效硅膠4.3.2 單組分硅膠在選材及使用過程中的注意事項(xiàng) 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毫米以下的場(chǎng)合； 對(duì)溫濕度需有控制，濕度太大，會(huì)導(dǎo)致硬化后的橡膠強(qiáng)度降低濕度太小，固化速度減慢，不利

18、于固化； 金屬腐蝕問題：?jiǎn)谓M分RTV橡膠中的物質(zhì)會(huì)引起金屬腐蝕的可能。脫醋酸會(huì)引起生銹，脫肟型RTV橡膠在密閉狀態(tài)下會(huì)腐蝕金屬銅； 與EVA相容性：硅膠中的催化劑有可能與 EVA中添加劑反應(yīng)； 與接線盒相容性：脫肟型硅膠會(huì)與PC材質(zhì) 的接線盒發(fā)生反應(yīng)。硅膠4.3.3 硅膠的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)及檢測(cè)方法評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)方法外觀尺寸，瑕疵按照來料作業(yè)指導(dǎo)書要求檢測(cè)固化參數(shù)表干時(shí)間/固化速率按照來料作業(yè)指導(dǎo)書要求檢測(cè)力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度/斷裂伸長按照GB/T 528測(cè)試要求測(cè)試剝離性能與背板剝離強(qiáng)度按照GB/T 2791測(cè)試要求測(cè)試剪切強(qiáng)度與鋁片拉伸剪切強(qiáng)度按照GB/ 7124測(cè)試要求測(cè)試匹配性與焊帶/接

19、線盒/EVA/二極管匹配性不與這些材料發(fā)生反應(yīng)（一般DH1000h）電學(xué)性能體積電阻率/擊穿電壓可靠性參見附錄參考IEC要求測(cè)試（參見附錄）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(cè)項(xiàng)目(僅作參考）。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(dǎo)致封裝不良。 剝離強(qiáng)度差剝離強(qiáng)度差：表現(xiàn)為接線盒不能承受相應(yīng)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(qiáng)度差剪切強(qiáng)度差：導(dǎo)致封裝不良。 封裝不良封裝不良：具體表現(xiàn)為濕漏電測(cè)試不通過，濕熱后組

20、件邊緣失效。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(yīng)用較早，操作簡(jiǎn)單，但是密封圈使用年限較長時(shí)易老化。 灌封接線盒操作較復(fù)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(jià)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(yīng)用與晶體硅組件。 接線盒普通接線盒灌封接線盒接線盒5.1.2 接線盒的組成及要求 接線盒主要由上蓋、密封圈（灌封接線盒無）、二極管、連接裝置、散熱裝置（取決于接線盒的設(shè)計(jì)）、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(qiáng)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(hù)組件的作用，電性能符合要求，工作時(shí)結(jié)溫不大于指標(biāo)值，耐腐蝕。 連接裝置：引出端強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。 接線盒5.2 接線盒性能測(cè)試 評(píng)價(jià)指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目測(cè)試方法外觀尺寸，有無瑕疵按照來料檢驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書操作力學(xué)性能彈片與匯流條拉力二極管角卡緊力導(dǎo)線與接線盒拉力接線盒與固化后拉力防火等級(jí)耐火測(cè)試外側(cè)（土辦法是點(diǎn)燃記錄熄滅時(shí)間）導(dǎo)通性導(dǎo)通測(cè)試用萬用表測(cè)試導(dǎo)線兩端是否連通耐