EVA太阳能电池封装膜的介绍[1].doc

EVA太阳能电池封装膜的介绍和封装工艺简介1. EVA太阳能电池封装膜的介绍、太阳能电池的工作原理简介和封装工艺简介1.1EVA太阳能电池胶膜产品简介太阳能电池胶膜是用（乙烯醋酸乙烯共聚物）为主要原料，添加各种助剂后，经加热挤出成型的产品。该胶膜在常温时无粘性，便于裁切分割操作。目前，本胶膜主要用于太阳能电池板的封装。在封装时，先裁切所需尺寸的胶膜，按玻璃胶膜电池板胶膜叠合于铝合金框内；然后，放入层压机内加热、加压、并抽真空；最后，放入设定温度的固化炉中恒温所需时间即可。EVA 胶膜特点描述1：高透光率，提高组件的光电转化效率。 2：合理的交联度，保证组件良好的稳定性和可使用寿命。 3：卓越的耐紫外老化性能和优秀的耐湿热老化行能，保证组件在户外长 达25年的使用寿命。 4：极低的收缩伸长率，保证您的组件尺寸稳定性和一致性。 5：对各种背板和玻璃较强的粘接性能，保证组件安全高效的运行。1.2太阳能电池简单介绍1.2.1什么是太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 1.2.2太阳能电池的原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。一、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光热电转换方式，另一种是光电直接转换方式。（1） 光热电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光热转换过程；后一个过程是热电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵510倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资2025亿美元，平均1kW的投资为20002500美元。因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。（2） 光电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的.1.2.3太阳能电池的分类太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式(以下表示为a-)两大类，而前者又分为单结晶形和多结晶形。 按材料可分为硅薄膜形、化合物半导体薄膜形和有机膜形，而化合物半导体薄膜形又分为非结晶形(a-Si:H,a-Si:H:F,a-SixGel-x:H等)、V族(GaAs,InP等)、族(Cds系)和磷化锌 (Zn 3 p 2 )等。太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。（1）硅太阳能电池硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。（2）多元化合物薄膜太阳能电池多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。（3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好，制作容易，材料来源广泛，成本底等优势，从而对大规模利用太阳能，提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始，不论是使用寿命，还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品，还有待于进一步研究探索。（4）纳米晶太阳能电池纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的，优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/51/10寿命能达到2O年以上。但由于此类电池的研究和开发刚刚起步，估计不久的将来会逐步走上市场。（5）有机太阳能电池有机太阳能电池，顾名思义，就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不熟悉，这是情理中的事。如今量产的太阳能电池里，95以上是硅基的，而剩下的不到5也是由其它无机材料制成的。 1.2.4太阳能电池（组件）生产工艺组件线又叫封装线，封装是太阳能电池生产中的关键步骤，没有良好的封装工艺，多好的电池也生产不出好的组件板。电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。流程：1、电池检测2、正面焊接检验3、背面串接检验4、敷设（玻璃清洗、材料切割、玻璃预处理、敷设）5、层压6、去毛边（去边、清洗）7、装边框（涂胶、装角键、冲孔、装框、擦洗余胶）8、焊接接线盒9、高压测试10、组件测试外观检验11、包装入库1.3太阳能电池封装为了保护电池对抗机械应力、曝晒和湿气，串接的电池被嵌进一透明的封装材料内，该封装材料同时能对该电池产生电绝缘的作用。为了结构上的稳定，该封装系统应用一覆板 (superstrate) 。大部分的案例系使用玻璃，但同时也可使用压克力、金属或塑料薄片。视制程而定，太阳电池可放在覆板材料之上、之后或之间。在太阳电池光感面之上的覆盖物以透明材料来制造是很重要的，因为越透明的材料能使更多的太阳能量投射在太阳电池之上。基于这个理由，低铁玻璃常当作前覆板来使用，因为它能够让 91% 的光线通过。该玻璃系经过回火处理的，以便强化其对抗高热能应力的特性。最近所开发的抗反射玻璃，使用烧熔制程或浸染涂布，因而具有抗反射涂层，能达成 96% 之光穿透率。使用此抗反射玻璃的太阳电池模块所吸收的能量比使用普通玻璃者多出约 3.5% 。目前使用较普遍的封装方式有三种：乙烯醋酸乙烯共聚物 (EVA) 封装; 铁氟龙（ Teflon R ）封装; 铸造树脂封装乙烯醋酸乙烯聚合物 (EVA) 封装 当以 EVA 封装时，该电池串行在真空腔内系以正负压加温的方式进行层迭制程（真空层迭制程）。该 EVA 在此制程里被熔解，并将整个太阳电池包围起来。该 EVA 在正面需要抗紫外线的功能。在大部分的应用例中，这是一片高透明白色的回火玻璃（太阳玻璃），而其背榇可为一传统的硬化玻璃薄片或不透明薄膜。 EVA 封装大部分使用于制造标准和特殊之模块，最大所能装配的尺寸为2 公尺乘 3 公尺。随着模块尺寸的加大，在迭层期间该等电池将开始漂浮，这将使得在该等电池之间的间隙很难保持相等。然而，不同基板的使用将能够装配不同的迭层构型。（请参考图 4-7 ）EVA胶片产品规格及用途 1.EVA夹胶玻璃胶片简介 EVA胶片由高分子树脂(乙烯-醋酸乙烯共聚物)为主要原料，添加特种助剂，经特种设备加工而制成的一种高粘度薄膜材料片材，行业内又称其为改性“EVA夹胶玻璃胶片”。它对无机玻璃有很强的粘结力，具有坚韧、透明、耐温、耐寒、粘结强度大、断裂伸长率高、耐湿性好等特性，是当前世界上制造安全夹层玻璃理想而经济的粘合材料，而且可部分取代PVB材料使用于汽车、建筑行业。用其生产出的安全夹胶玻璃能取得安全、保温、抗风、抗撞击、隔音、防紫外线等理想效果。产品特性：超高透明性、牢固粘接力、持久耐候性。2.EVA胶片分类及用途1. 建筑工程户外专用EN VE中间膜EN VE films for out door construction laminated glass系列Product型号Type厚度(mm)Thickness宽幅(mm)Width长度(m)Length应用说明Using Instruction 超高透明 Ultra-transparentVE80A0.82250/ 230050建筑工程户外专用EN VE中间膜具有超高透明性、良好的粘结性、耐候性及抗冲击能力，适用于户外建筑工程安全夹层玻璃、汽车玻璃、防弹玻璃等VE50A0.502250/ 230080VE40A0.42250100EN76A0.762250/ 230050EN50A0.502250/ 230080EN38A0.382250100EN25A0.2522501502.装饰工程专用EVA中间膜EN EVA films for decoration laminated glass系列Series型号Type厚度(mm)Thickness宽幅(mm)Width长度(m)Length应用说明Using Instruction透明TransparentEN38B0.382250/ 2000/100装饰工程专用EVA中间膜常与PET背膜、写真纸（PP、PVC）、丝绸、金属丝、纸、玻璃纤维、织物等组合使用，20余种颜色可供选择，可生产出多种高品位极具艺术感的装饰玻璃，主要用于娱乐酒店、广场、居家移门、卫浴等装饰装潢。EN25B0.252250/ 2000/ 1850150EN20B0.202250/ 2000/ 1850/ 200EN15B0.15200EN10B0.10300深白色White-opaqueEN40C0.4200050礞砂白White-translucentEN40D0.4200050彩色透明Color-transparentEN40E0.4200050礞珑彩Color-translucentEN40F0.4200050“EVA夹胶玻璃胶片”属于“EVA树脂”的范畴。EVA 先关知识基础知识化学品英文名称： ethylene-vinyl acetate copolymer化学品中文名称：乙烯-醋酸乙烯共聚物 分子式： (C2H4)x.(C4H6O2)y分子量： 2000(平均) EVA分类乙烯与醋酸乙烯共聚物是乙烯共聚物中最重要的产品，国外一般将其统称为EVA。但是在我国，人们根据其中醋酸乙烯含量的不同，将乙烯与醋酸乙烯共聚物分为EVA树脂、EVA橡胶和VAE乳液。醋酸乙烯含量小于40的产品为EVA树脂。醋酸乙烯含量4070的产品很柔韧，富有弹性特征，这一含量范围的EVA树脂有时称为EVA橡胶；醋酸乙烯含量在7095范围内通常呈乳液状态，称为VAE乳液。VAE乳液外观呈乳白色或微黄色。EVA树脂EVA树脂用途广泛，一般情况下，醋酸乙烯含量在5%以下的EVA，其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等；醋酸乙烯含量在5%10%的EVA产品为弹性薄膜等；醋酸乙烯含量在2028%的EVA，主要用于热熔粘合剂和涂层制品；醋酸乙烯含量在5%45%，主要产品为薄膜（包括农用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，发泡制品，热熔粘合剂等。聚合方法用高压本体聚合（塑料用）、溶液聚合（PVC加工助剂）、乳液聚合（粘合剂）、悬浮聚合。乙酸乙烯（VA）含量高于30%的采用乳液聚合，乙酸乙烯含量低的就用高压本体聚合。 EVA特性和用途一 特性 EVA树脂的特点是具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，在-50下仍能够具有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混性好，着色和成型加工性好。 它和乙酸乙烯含量和分子量、熔体指数关系很大。当熔融指数（MI）一定，乙酸乙烯（VAC）含量提高时候，其弹性、柔软性、相溶性，透明性等也随着提高。当VAC含量减少时候，则性能接近于聚乙烯，刚性增高，耐磨性、电绝缘性提高。若VAC含量一定时候，融体指数增加时，则软化点下降，加工性和表面光泽改善但强度会下降，否则，随MI的降低则分子量增大，冲击性能和抗环境应力开裂性能提高。 乙酸根的极性使弹性和粘性增大，结晶性和电性能下降，溶于烃类溶剂和油类。 二 用途 EVA树脂用途很广。一般情况下，乙酸乙烯含量在5%以下的EVA，其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等；乙酸乙烯含量在5%10%的EVA产品为弹性薄膜等；乙酸乙烯含量在2028%的EVA，主要用于热熔粘合剂和涂层制品；乙酸乙烯含量在5%45%，主要产品为薄膜（包括农用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，发泡制品，热熔粘合剂等。如： （1）薄膜、薄片及层合制品：具有密封性、粘合性、柔软性、强韧性、紧缩性，适合弹性包装薄膜，热收缩薄膜，农用薄膜，食品包装薄膜，层合薄膜，可以用于做聚烯烃层压薄膜的中间层。 （2）一般用品：具有柔韧性，抗环境应力开裂性，耐气候性好的优点，适合工业用材料有电力电线绝缘皮包，家用电器配件，窗密封材料等。 （3）日用杂货类有运动用品，玩具、坐垫、束带、密封容器盖、EVA橡胶足球等。 （4）汽车配件有避震器、挡泥板、车内外装饰配件等。 （5）发泡制品：加压发泡有泡沫塑料拖鞋、凉鞋、建筑材料等。注塑发泡有各种工业零部件，女用鞋底，热熔粘合剂等。 太阳能电池板需求猛增必然带动EVA市场将高速发展封装膜产业趋势简介太阳能电池板的需求上升推动乙烯-醋酸乙烯共聚物需求增长，业内人士预测该行业全球年需求量将以30%40%速度增长。亚洲生产商近期目标是扩大30%33%醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)产量，以满足太阳能面板市场的需要。中国台湾和韩国的几家生产商目前正在着手建设30%33%醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物项目。该产品主要用作太阳能电池板原料，太阳能电池板广泛应用于住宅、商业、工业、农业和交通运输部门。据称，30%33%醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物相对于28%醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物有大约50美元/吨的价差，28%醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物主要用作电缆涂料和热熔胶黏剂。目前每个月向欧洲和美洲太阳能电池板终端用户销售l00吨3033醋酸乙烯含量的乙烯一醋酸乙烯共聚物，同时正在寻找机会打开中国市场。33醋酸乙烯含量的乙烯一醋酸乙烯共聚物在中国华东地区交易价格为22000元吨(出库价)，而且价格还在上涨。EVA 用于太阳能塑料封膜持续成长，目前太阳能电池专用EVA 膜全球市场约100 亿元/年，国内1 年太阳能电池专用EVA 膜市场规模为2025 亿元，1 年需求量约为6000 公吨，目前所有EVA 膜皆自国外进口，日本、美国和加拿大约有5 家业者投入EVA 塑料封膜的研发生产，台湾则有台塑和台聚积极朝向EVA 薄膜方面发展，预估台湾最快到2010 年后才会有正式的产品量产，虽然目前EVA 薄膜全球使用量约5%EVA 全球的产量，由于后势展望极佳，最近行业新闻：新能源产业振兴和发展规划将择日出台目前国家能源局发展规划司正在牵头组织制定有关新能源产业振兴的规划，加快推进新能源产业的发展。在新能源产业的各子行业中，风电将是未来的发展重点，太阳能利用受技术制约略有滞后，而此次新能源振兴规划纳入了核电开发利用的内容，核电发展有望加速。美国出台的刺激经济计划中包括能源环境领域600亿美元的投资，而且具体到了每个项目。但在中国的4万亿投资中，用于节能和环保及清洁能源的比例并不明确。“因为中国提出的4万亿计划要按年度来执行，中央政府的投入计划要分年度到全国人大批准，并没有一个长远的计划。全国人大还没批准，不可能把4万亿的清单全部拉出来。”台湾塑胶拟斥资新台币1.5亿元研发太阳能电池用EVA薄膜台湾塑胶工业股份有限公司(Formosa Plastics Corp)计划斥资新台币1.5亿元开发太阳能电池用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)薄膜，AppleDaily近日援引台塑关系企业(Formosa Plastics Group)未具名管理人士的话报导。报导称，台湾塑胶计划最早于2008年下半年开始试生产太阳能电池用EVA薄膜。以收入计，台湾塑胶是台湾最大的聚氯乙烯(PVC)生产商。报导称，该公司计划每月生产数百吨太阳能电池用EVA薄膜。普利司通决定投资约30亿日元进一步增产太阳能电池EVA薄膜普利司通（Bridgestone）决定增产作为太阳能电池接合密封膜使用的EVA（乙烯一乙酸乙烯酯共聚物）薄膜。计划向静冈县磐田市的磐田工厂投资约30亿日元，将产能增至目前的约1.7倍月产约1500吨。预定2010年1月开始增产。该公司05年8月就曾宣布增产EVA薄膜。当时约投资12亿日元，将月产量增加到了相当于当时的2倍多，约8001000吨。普利司通主要将EVA薄膜供应给日系太阳能电池厂商在国内外的工厂。今后，还将根据具体情况实施增产措施。 爱康太阳能研发中心成立 国产EVA胶膜寿命有望达30年爱康太阳能研究中心将致力于太阳能组件专用EVA胶膜的研发。现有研发人员20名，资深研发人员12名，聘请了中科院游效曾为爱康研发中心首席顾问，同时聘请了加拿大阿尔伯特大学、日本高知大学博士张发饶先生为爱康研发中心首席科学家。知名经济学家刘会荪博士为爱康研发中心顾问。权威资料显示，目前我国的EVA胶膜生产只能满足光伏组件 厂商的部分需求。国内市场存在较大缺口。国际市场上，高品质的EVA胶膜供不应求，EVA胶膜一度成为制约组件厂生产的瓶颈。目前，国内的EVA胶膜的平均使用寿命为20年左右，存在耐湿热、紫外老化、透光率等问题。该中心将对此进行科研攻关，并结合国内外科研技术研究成果，研制出具有自主知识产权的核心技术，使使EVA胶膜的使用年限超过电池片寿命，从目前常规寿命20年提升到30年以上寿命。 中石化与杜邦在北京合资建EVA装置，每年产量约6万吨中国石油化工股份有限公司(以下简称“中国石化”)与杜邦包装用塑料及工业用树脂部(以下简称“杜邦”)建立一家合资公司，在中国生产乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂(EVA)。工厂位于中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司(以下简称“燕山分公司”)，计划于2008年底投产。合资企业由中国石化持股55%，杜邦持股45%，每年产量约6万吨。新企业通过结合双方在技术和制造方面的专业竞争优势，提供品种广泛的高品质专业性EVA产品，将有助于满足中国对EVA产品快速增长的需求。产品涉及诸如包装、粘合剂、印刷、电线电缆、鞋类和服装等市场领域。该合资项目结合中国石化的专业制造优势，以及杜邦最新的EVA技术，将在中国开拓新的商机，从而涉足广泛的市场领域。新工厂将提升中国石化现有的生产能力，以满足市场快速发展的需求。法国材料生产商阿科玛公司(Arkema)宣布推出新级别乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，特别设计用于光伏太阳能面板。这款新产品的牌号为Evatane 33-45PV，含有1842的乙酸乙烯酯。是专为薄膜或晶硅等密封包装材料设计，可用来生产太阳电池板。Evatane 33-45PV具有很好的光学性能及良好的透光性，同时有很好的交联能力及加工性能。日本的产业技术综合研究所界面纳米结构学研究中心开发出了面向结晶硅太阳能电池的、使用金属错体的一种铕(Eu)错体的光波长变换材料。并实现了融有铕错体的密封材料薄膜的实用化，目前已开始耐久性实证试验。 目前使用的结晶硅太阳能电池的特点是：太阳光在波长750nm为主的波长范围内发电效率较高。因此，存在着不能利用250500nm的太阳紫外光，不能有效利用所有波段的太阳光的问题。通过此次开发的波长变换材料，则能够有效利用各种波长的太阳光。 界面纳米结构学研究中心的高组织化分子纳米结构小组：组长金里雅敏称，研究在在金属原子周围配位有机分子而形成功能性金属错体的过程中，发现了铕错体。研究人员发现，铕错体具有吸收紫外线、使波长转为高波长从而发出荧光的性能。这一波长变换功能能够用于提高结晶太阳能电池效率，于是该中心决定开始实用化的探讨。目前，已申请