摘要：EVA膠膜是一種以EVA為基材經(jīng)過擠壓成型工藝形成的熱固性膜狀熱熔膠，與硅晶片、玻璃、背板粘接制成太陽能電池板。其透光率和剝離強(qiáng)度對(duì)太陽能電池的壽命起著至關(guān)重要的作用。本文從試驗(yàn)的角度，論述了EVA膠膜透光率和剝離強(qiáng)度的測(cè)試方法，以期為相關(guān)企事業(yè)單位和科研院校提供一定的科研幫助。

關(guān)鍵詞：EVA膠膜，透光率、剝離強(qiáng)度、XLW（PC）智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)

作者：濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司

EVA膠膜是一種以EVA為基材經(jīng)過擠壓成型工藝形成的熱固性膜狀熱熔膠。這種膠膜在常溫下無粘性，便于加工，但在熔融狀態(tài)下形態(tài)會(huì)變得*透明，同時(shí)發(fā)生粘接與交聯(lián)固化反應(yīng)，與硅晶片、玻璃、背板粘接制成太陽能電池板，如圖1。

1—頂面玻璃；2—背板；3—硅晶片；4—EVA膠膜

圖1、太陽能電池板構(gòu)成簡(jiǎn)示圖

太陽能電池發(fā)電利用的是硅等半導(dǎo)體材料受到陽光照射時(shí)發(fā)生光生伏應(yīng)，直接將太陽能輻射轉(zhuǎn)換為電能。這種原理意味著硅晶片要zui大范圍吸收陽光輻射，因此作為硅晶片與外層玻璃的*“屏障”，EVA膠膜需要具備非常優(yōu)異的透光率，這種特性同時(shí)對(duì)電池板的輸出具有增益作用。另外，在結(jié)構(gòu)組成方面，EVA膠膜承擔(dān)著硅晶片、上層保護(hù)材料玻璃、下層背板三者之間的粘接作用。這種粘接效果一般通過測(cè)定EVA膠膜與玻璃、EVA膠膜與背板的剝離強(qiáng)度來評(píng)判。在實(shí)際應(yīng)用中，EVA膠膜需要具備合理的剝離強(qiáng)度。外界環(huán)境，尤其是惡劣天氣會(huì)對(duì)太陽能電池組件內(nèi)里和外部造成不同程度的損害，如果EVA膠膜與材料間的剝離強(qiáng)度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么環(huán)境的侵襲極易造成內(nèi)部粘接層的脫離，反之如若剝離強(qiáng)度過大，后期返修時(shí)會(huì)對(duì)硅晶片造成一定損傷。

綜上所述，EVA膠膜不僅起著封裝和粘接的作用，其透光率和剝離性能對(duì)太陽能電池的質(zhì)量與壽命起著至關(guān)重要的作用，因此需要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)這兩方面的檢測(cè)控制。

透光率測(cè)試

國標(biāo)GB 2410—80 《透明塑料透光率和霧度試驗(yàn)方法》是EVA膠膜透光率測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。測(cè)試前需要注意，被測(cè)樣品必須具備同樣的厚度才可進(jìn)行測(cè)試。

首先，進(jìn)行試驗(yàn)環(huán)境及儀器準(zhǔn)備?？刂圃囼?yàn)環(huán)境溫度為23±5℃，相對(duì)濕度為50±20%RH。該標(biāo)準(zhǔn)中選取的試驗(yàn)儀器為積分球式霧度計(jì)，其他能夠獲得同樣結(jié)果的測(cè)試儀器也可使用。

其次，進(jìn)行試樣制備。取50*50mm的EVA膠膜與50*50*1mm的載玻玻璃以玻璃/EVA膠膜/玻璃的順序三層疊合。將上述樣品置于層壓機(jī)內(nèi),加熱到100℃,抽真空5min,然后加壓0.5Mpa,保持5min；再放入固化箱中,按產(chǎn)品要求的固化溫度和時(shí)間進(jìn)行交聯(lián)固化,然后取出冷卻至室溫。

1—陷阱；2—標(biāo)準(zhǔn)板；3—積分球；4—試樣架；5—光電池；6—控制線路；7—檢流計(jì)；8—光源；9—穩(wěn)壓器；L₁、L₂、L₃—透鏡；S—光孔；C-F—濾光鏡                    

圖2、積分球式霧度計(jì)原理圖

第三，開始試驗(yàn)。接通電源，使儀器穩(wěn)定10分鐘以上。同時(shí)測(cè)試試樣的厚度，到1微米。根據(jù)圖2所示的測(cè)試原理，調(diào)節(jié)儀器的零點(diǎn)旋鈕，使積分球在暗色時(shí)檢流計(jì)的指示為零。當(dāng)光線無阻擋時(shí)，調(diào)節(jié)儀器使檢流計(jì)的指示為100，然后按照表1進(jìn)行操作，讀取檢流計(jì)的指示刻度。zui后根據(jù)公式透光率 計(jì)算結(jié)果。

表1、測(cè)試參照表

剝離強(qiáng)度測(cè)試

EVA膠膜的剝離性能測(cè)試包含兩方面的指標(biāo)：EVA膠膜與玻璃的剝離、EVA膠膜與背板材料剝離。該項(xiàng)測(cè)試要求參照GB/T 2790－1995《膠粘劑180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法》進(jìn)行，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試原理為取兩塊被粘材料（一撓性材料、一剛性材料）用膠粘劑制備成膠接試樣，然后將膠接試樣以規(guī)定的速率從膠接的開口處剝開，兩塊被粘物沿著被粘面長(zhǎng)度的方向逐漸分離。通過撓性被粘物所施加的剝離力應(yīng)基本上平行于膠接面。本項(xiàng)試驗(yàn)中，玻璃和背板材料可被視為剛性材料，EVA膠膜可被視為撓性材料。

1、試樣制備。取300*300*3.2mm鋼化玻璃1塊，300*300mmEVA膠膜2塊和310*310mm背板材料1塊，根據(jù)上述透光率測(cè)試中的試樣制備工藝制取玻璃與EVA膠膜復(fù)合材料、背板材料與EVA膠膜復(fù)合材料各1份。冷卻后使用取樣刀制取寬15mm，長(zhǎng)300mm的長(zhǎng)條試樣，兩類材料各制取5個(gè)試樣。而后在GB/T2918-1998《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中調(diào)節(jié)試樣狀態(tài)，時(shí)間至少為2小時(shí)。

2、試樣夾持。取背板材料與EVA膠膜復(fù)合后的試樣，于二者的交接開口處進(jìn)行預(yù)剝處理，將EVA膠膜剝開的一端彎曲180°，夾裝于XLW（PC）智能電子拉力機(jī)的下夾頭。背板剝開端夾緊于上夾頭。夾持期間要使夾頭間試樣定位準(zhǔn)確，以保證所施加的拉力均勻的分布在試樣的寬度上。如圖3所示。

圖3、試樣夾持

3、開始測(cè)試。在拉力機(jī)操作系統(tǒng)中選擇“180°剝離試驗(yàn)”，設(shè)置試驗(yàn)速度為100±10 mm／min，啟動(dòng)試驗(yàn)，使上下夾頭以恒定的速率分離。當(dāng)至少有125mm的EVA膠膜被剝離時(shí)，停止試驗(yàn)。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)顯示平均剝離力和剝離強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。一般來說，EVA膠膜與背板材料的剝離強(qiáng)度應(yīng)大于等于15N/15mm。 EVA膠膜與玻璃的剝離強(qiáng)度測(cè)試可參照此試驗(yàn)進(jìn)行。

4、測(cè)試建議。為進(jìn)一步確定EVA膠膜剝離強(qiáng)度的穩(wěn)定性，筆者建議進(jìn)行沸水試驗(yàn)，要求將試樣置于沸水中3小時(shí)后進(jìn)行此項(xiàng)測(cè)試，若剝離強(qiáng)度沒有下降，方可判定合格。

EVA膠膜的透光率和剝離強(qiáng)度檢測(cè)采用了規(guī)范的測(cè)試方法和*測(cè)試儀器，為現(xiàn)代太陽能電池板的封裝和光能轉(zhuǎn)化提供了可靠的*，為光伏行業(yè)企業(yè)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)提供了質(zhì)量控制和研究的新方法。