文摘
这次调查体现了乙烯-醋酸乙烯的物理性质(EVA)中使用的纹理过程模块封装和模块性能从光传输到光电的力量。在模块封装、纹理的影响参数对模块性能、透光率、堆栈粘连被视为他们被发现影响模块的可靠性。伊娃的光学常数的测定可能作为无损分析方法优化模块封装,它对光学透光率的影响的基础上,凝胶含量、剥离强度和性能。
1。介绍
很多方法,包括使用特定的细胞材料(1,2),细胞结构的设计(3,4),使用模块(5,6),和浓度PV收集器系统(7,8),开发了提高太阳能发电的生成的效率。然而,很少有研究解决太阳能模块封装的影响,已被广泛应用,通常涉及光学和电子损失。伊娃封装使用乙烯醋酸乙烯酯共聚物作为pottant主要决定了辐照度的光学损失通过模块结构,影响photogenerated电流与输出功率(9]。因此,影响因素的光学、电子和粘合剂性能和参数,如伊娃纹理过程的温度和时间确定透光率的重大关切,粘附强度,光伏模块的输出功率。此外,太阳能模块技术的主要瓶颈问题如何提高照片的收集通量通过使用一个高度透明的模块结构或通过优化伊娃在层压过程的质量。
使用常见的模块结构的玻璃/ EVA /单元/ EVA / backsheet作为一个例子,我们发现这些模块已经测试了在热环境中,干燥和潮湿,伊娃变色已被确认为好(10]。伊娃的变色,从黄色到棕色,与性能损失和可靠性的问题。因此,本研究的主要目的是解释变异的关键特征:光学透过率,伊娃的剥离强度,性能,相对于模块分层的过程。次要目的涉及光伏模块的质量控制过程中伊娃封装,通过确定光学常数。EVA胶片的光学常数之间的关系和层压温度和持续时间可以来自透射率和反射率光谱。调查介绍光学常数之间的关系,包括折射率、消光系数、光学透过率光谱,伊娃的剥离强度,电力对伊娃的太阳能电池片的时间和温度。
2。实验
三个测试结构EVA胶片准备测试程序,如图1,快速固化伊娃被用来形成电影厚度为0.4毫米。图1(一)电影描绘了EVA的光传输测试。伊娃的电影是由两个平氟碳薄膜之间的预塑化聚合物与0.4毫米间距器被用来控制产生的EVA膜厚度。固化后,氟碳电影和间距器被移除。氟碳膜模具产生的表面轮廓平面形态需要避免减损从传输光散射,如图2(一个)。加工后,伊娃的表面平整度和膜厚度测量与数字卡钳和光学显微镜观察,分别如图2 (b)。玻璃/ EVA /泰德拉结构中使用的剥离强度测试,和玻璃/ EVA /电池/ EVA /泰德拉结构中使用的电力测试,并显示在数字1 (b)和1 (c),分别。是一个双面使用的纹理玻璃superstrate变形抗反射从圣戈班玻璃(S型)适宜陈酿(http://www.nitrasklo.sk/dokumenty-na-stiahnutie/sgg-albarino-prospekt.pdf)。这三个娃的密封剂过程电影样本保持一致。例如,模块是安装在加热表面覆膜使用常见的包结构(玻璃/密封剂/太阳能电池/密封剂/高度反光的相对)。各个模块都使用各种纹理形成的时间和温度优化工艺处理。根据压过程中,太阳能模块结构放入真空层压机在150°C托从8分钟的上、下两院。接下来,真空的参议院举行时间7分钟来控制纹理,然后是太阳能模块包结构最优压密封。同样,其他层压模块可以组合运用各种分层次和紧迫的过程兼容任何目前流行的纹理机械。
(一)
(b)
(c)
(一)
(b)
纹理的温度被指定在90和170°C之间的范围,在实验中,覆膜(人大公司LM-SA-1全国人大0)。EVA胶片的光学透过率光谱测量使用光谱仪仪器波长()解决1 nm和绝对光度准确度紫外/可见范围的0.2%(珀金埃尔默公司LAMBDA750)。光谱仪测量标准ASTM D1003程序后直接和漫射光透射检测,在一个由积分球5°的发生率。谱仪的读数被规范化为每一个测量标准校准(NIST SRM 930),使用一个示例BK7玻璃。确定光学常数,通过三种厚度测量透光率,0.4,1.2,和2.0毫米。准备三个厚度与已知间距器,如图2(一个),帮助确定测量的准确性没有反射测量的光学常数。
探索纹理后的EVA膜的光学特性,光学常数、折射率、消光系数EVA夹层在不同参数测定的透射率和反射率光谱。材料色散模型,基于柯西理论(11),应用于模型的耦合,双方的伊娃的影响衬底多次反射和传输。
这种凝胶交联EVA测量的内容根据标准ASTM D2765-11程序使用二甲苯溶液,如图3。凝胶内容可以由提取之间的重量比乙烯-醋酸乙烯共聚物和溶剂透过EVA水晶形式。结构的剥离强度(玻璃/ EVA / backsheet)是衡量标准ASTM D903程序,使用一个合适的皮测试仪器(MOGR L009 corp .)。伊娃的粘附玻璃在皮90°角测量12),皮的36厘米/分钟,皮10厘米的距离,和一个皮1厘米的宽度,在实验室条件下(湿度=%和温度=°C)。电能(IV曲线)的太阳能电池测量使用flash太阳能模拟器(伯杰PSS30 corp .)。
3所示。结果与讨论
表1介绍了薄板的温度数据,性能,光学透过率,剥离强度,折射率,纹理和凝胶含量、模块流程。光学透射率、权力差异率和凝胶含量增加纹理的温度。折射率层压温度下降。伊娃的剥离强度增加了纹理的温度高达150°C。
EVA胶片的光学透过率与厚度0.4毫米增加纹理,纹理温度固定在150°C时,呈现在图4。当纹理时间超过7分钟,伊娃的透光率是相对良好。但当纹理时间是15到20分钟,伊娃的光学透过率(在电影超过92%海里)。透光率略有下降作为纹理过去15分钟时间增加,表明这样一段纹理超过理想的持续时间。基于绝对透光率的可重复性0.2%,透光率数据的偏差,从20秒到20分钟,在波长580纳米,是1.98%。
EVA膜的透射谱与纹理增加温度持续时间固定在7分钟时,显示在图5。伊娃的电影改变了2.2%的透光率分层温度从90增加到170°C (海里)。
层压温度固定在150°C时,折射率下降了0.09 (海里),层压时间从3增加到10分钟,呈现在图6。折射率范围从而可以调谐通过改变纹理的时间3 - 7分钟。折射率的斜率纹理时间显示一个温和的改变作为纹理在7分钟时间增加,表明EVA的交联程度在慢慢接近饱和。
伊娃的光学常数的依赖电影的纹理温度是源自透光率曲线纹理的时间固定在7分钟的时候,显示在图7。折射率下降了0.1 (海里)薄板温度从90增加到170°C。折射率温度显著下降,纹理从130增加到170°C。这些纹理条件下的消光系数是小于。这些结果表明,EVA的折射率降低纹理一样交联逐渐饱和温度增加到150°C。
图8(一个)块透光率和折射率(海里)作为时间的纹理函数在一个固定的纹理温度为150°C。纹理的时间从3增加到7分钟,折射率下降迅速。相比之下,透光率迅速增加,纹理的时间很长。纹理时间增加超过7分钟时,折射率也开始慢慢减少。同样,透光率缓慢增加纹理的比例,从3 - 7分钟增长1.3%。图8 (b)情节的透光率和折射率在波长580 nm,与层压温度固定交汇处纹理。层压温度从90增加到130°C,折射率似乎保持不变。但是,层压温度从130增加到170°C,折射率下降。相反,透光率迅速增加通过扩展纹理。2.23%的透光率改变薄板温度从90增加到170°C。
(一)
(b)
根据材料的色散模型,基于柯西理论,折射率的变化在纹理可能通过以下机制来解释。在这里,两种材料都带上,伊娃和交联剂。折射率对晶体材料的混合估计,分析了有效介质布莱格曼模型的方法(13]。伊娃的凝胶含量变化与纹理,随着交联的变化状态的线性长链,从而导致减少伊娃多晶性和增加传输(14,15]。
折射率的变化相比,很明显,层压温度影响了伊娃的光学透过率超过了纹理。然而,如果纹理时间或温度生产EVA接近饱和状态,然后光透射率和折射率保持稳定。这些结果表明,与光伏模块相关的光学损失纹理过程可以减少调整EVA工艺参数生产所需的折射率。因此,选择合适的封装比单体和预设定理想的伊娃折射率可以增加太阳能电池中光的传输模块。
图9(一个)情节的折射率、凝胶含量和伊娃的剥离强度的纹理时间以固定纹理温度150°C。作为纹理时间从40秒增加到7分钟,剥离强度从0.05增加到10.5 N / cm;然后,当纹理时间增加超过7分钟,剥离强度降低了。同时,凝胶含量增加纹理的时候,有一个类似的趋势,剥离强度对层压时间。
(一)
(b)
如图9(一个),伊娃的折射率下降迅速,层压时间从3增加到7分钟。相比之下,伊娃的剥离强度迅速增加的纹理。然后,当纹理时间增加超过7分钟,折射率下降缓慢,但伊娃的剥离强度下降。凝胶含量的趋势显示了一个稳定的价值当纹理时间从10增加到20分钟。比较的结果剥离强度和凝胶含量随着时间的纹理,一个合格的剥离强度的伊娃才取得了EVA凝胶含量接近75%。
图9 (b)情节折射率(海里)、剥离强度和凝胶含量对薄板温度固定纹理7分钟的时间。相对恒定的折射率的伊娃被描述在层压温度在130°C,表明没有发生固化反应,导致凝胶含量低。超过130°C到170°C,折射率下降迅速。
胶粘剂的剥离强度结构的太阳能模块迅速增加,从0.04到9.6 N /厘米,层压温度从90上升到150°C,固定纹理7分钟的时间。剥离强度的凝胶含量成正比,当纹理温度是90到150°C。此外,附着力和凝胶的工业标准内容(和50 N /厘米75%,职责。)可以实现当纹理温度高于150°C。
的折射率,折射率时的剥离强度迅速增加的伊娃在层压过程中,减少和最大EVA剥离强度发生在日中值附近的伊娃的折射率是最初的和稳定的折射率之间的纹理的过程。例如,伊娃有一个最大剥离强度时,层压时间为5至7分钟,而伊娃的折射率与纹理日中值附近的时间,如图9(一个)。可以在图中找到一个类似的行为9 (b)。伊娃有最大剥离强度当薄板温度150 - 170°C,折射率也接近日中值和纹理的温度。
剥离强度与两个因素有关:硅烷的粘附剂玻璃或相对在固化反应产生的交联剂。通过增加EVA纹理温度、寡聚乙烯基硅烷制定与玻璃或相对粘附反应,,同时,过氧化氢催化剂发起了交联反应,从而实现更强的剥离强度。
基于平行研究使用差示扫描量热法(DSC)、EVA膜的过氧化氢催化剂通常开始固化在120°C,和交联反应是伊娃的结晶度增加,收益率更高的传输。上述结果表明,层压温度高于临界温度时,例如,~ 135°C的典型的“快速固化”伊娃,固化反应诱导交联(16]。当处理在90 ~ 130°C之间,只能加热融化纹理的EVA胶片。在工作中观察到的反应温度可能会更高,因为抗氧化剂通常添加到商业EVA配方,以避免热降解的固化温度下180°C。如果抗氧化剂避免养护工作,这意味着减少了化学EVA展品低光学透过率和更高的折射率。
上述结果表明,折射率变化随着凝胶含量的增加与纹理的时间和温度,这表明确定伊娃的折射率的方法也可以用来检测伊娃的凝胶含量。结果也表明,剥离强度迅速增加饱和之前,伊娃的凝胶含量增加和伊娃的合格的剥离强度发生在伊娃的凝胶含量接近75%。因此,折射率或凝胶含量可以用来估计伊娃的粘附质量,但它是特别值得注意的内容提到测量凝胶是一种具有破坏性和耗时的测试方法,而测量折射率是无损的。在结论中,观察在层压过程中折射率的变化可能是一个方法来监控伊娃的凝胶含量和控制模块的质量在制造。
图10比较功率之间的关系差异比()和光学透过率与层压温度、位置表示之间的区别之前的太阳能电池的最大输出功率((后),)纹理的过程。光学透射率增加纹理温度,不同比例,这意味着增加透光率的EVA太阳能模块的封装效率增加。
4所示。结论
在这项研究中,EVA封装的折射率是用来确定太阳能电池的物理性质的差异与分层温度的90和170°C和40秒的持续时间10分钟。光学透过率,分析了光学常数的决心,是一个重要的指标粘附反应和交联反应。伊娃的固化时间和温度可以用作估计伊娃凝胶含量的无损检测方法。伊娃纹理参数时间大于10分钟,温度大于150°C准确显示凝胶含量大于75%,剥离强度高于50 N /厘米。确定伊娃的折射率会提供关于EVA封装的质量控制信息,与其他数据一起使用光学透过率,剥离强度,和动力性能,可以设计优化太阳能模块的密封剂。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
承认
作者要感谢台湾能源局对金融支持这项研究。