光伏組件中鋁背場與EVA剝離強度的檢測技術(shù)研究

江西瑞安新能源有限公司 江西 新余 338000

1 引言

組件在戶外使用過程中面對的環(huán)境條件不可能一成不變，溫度早、中、晚各不同，風(fēng)速飄忽不定，組件在溫度的變化下有熱脹冷縮、風(fēng)壓下又有材料的形變，這些均會引起一些作用力，這些作用力同樣會發(fā)生在組件內(nèi)不同材料之間，進而影響組件使用壽命。當(dāng)然，這個作用力也會發(fā)生在EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)與鋁背場之間，目前衡量EVA與鋁背場之間的粘結(jié)性能，其中一項是通過檢測兩者之間的剝離強度來判定其長期的可靠性能。糟糕的是，采用目前的檢測方法檢測出的數(shù)據(jù)重復(fù)性很差，無法測出一個準(zhǔn)確值，也無法判定其真正的粘結(jié)性能。

2 實驗

樣品一和樣品二采用目前行業(yè)通用的兩種測試方法：依次放置鋼化玻璃、EVA、電池片、EVA、背板，然后進行層壓。層壓后，將層壓件冷卻至室溫。最后，樣品一在背板面劃隔間距10mm的兩條縫，其中劃割過程中要割破電池片，確保刀片已經(jīng)接觸到玻璃。樣品二同樣在背板面劃割間距10mm的兩條縫，縫的深度到達電池片背表面即可，對電池片沒有任何損傷。

樣品三采用瑞安新能源開發(fā)的新測試方法，首先在層疊前將背板預(yù)開口，開口間距20mm；其次，在電池片的鋁背場上粘貼兩條透明膠帶，其中兩條膠帶平行，間距10mm，間距中間全部為鋁背場；然后，依次鋪設(shè)玻璃、EVA、沾有膠帶的電池片、EVA和預(yù)開好口的背板，其中背板開口對應(yīng)到有膠帶的地方，然后層壓；最后，待層壓樣品冷切至室溫，在之前背板開口的地方用鋒利的刀片劃隔，充分割透電池片，縫的深度達到玻璃表面。

3 結(jié)果與討論

三種樣品同時在拉力機上反向180°剝離，樣品一的拉力隨位移的曲線圖如圖1，拉力值低且不穩(wěn)定[2]，平均為4.6N；樣品二的拉力隨位移的曲線圖如圖2，拉力值非常不穩(wěn)定，均值為44N；樣品三的拉力隨位移的曲線如圖3，拉力值穩(wěn)定。

圖1 樣品一的拉力曲線與測試后外觀圖

圖2 樣品二的拉力曲線與測試后外觀圖

圖3 樣品三的拉力曲線與剝離后外觀圖

樣品一因為在分離測試區(qū)域時，電池片被劃碎，因為電池片呈脆性，小碎片會向縫兩邊擴展，導(dǎo)致EVA與鋁背場的有效測試面積遠小于10mm，測試結(jié)果嚴(yán)重偏低，測試后的樣品如圖1.

樣品二因為怕?lián)p壞電池片，用力較小，這就沒有辦法保證劃透了背板和EVA層，且沒有損壞電池片。如果沒有將被測區(qū)域的EVA和周邊EVA分開，在剝離過程中，由于測試值包含了EVA與EVA之間的撕斷力，如果局部損壞了電池片，會導(dǎo)致測試有效面積變小，測試值偏小，如圖2，最終將導(dǎo)致測試值不穩(wěn)定。該方法同樣無法衡量EVA與鋁背場之間粘結(jié)性能。

樣品三采用了透明膠帶固定被測區(qū)域，可以達到精準(zhǔn)控制被測區(qū)域的目的(由于背板采用的聚合物材料，很難切割，且切割過程中容易偏離，使得待測的10mm出現(xiàn)寬窄不一的現(xiàn)象)；在樣品劃隔過程中會損壞電池片，膠帶可以很好的固定并有效防止小碎片的進一步擴大，進而防止了對測試結(jié)果的影響。最后，因為透明膠帶表面很光滑，與EVA不沾，在剝離時，EVA與膠帶部分沒有粘貼力，不影響測試結(jié)果，以上幾個細節(jié)的結(jié)合保證了測試的準(zhǔn)確性，其拉力值隨著位移的變化穩(wěn)定且準(zhǔn)確，如圖3。

圖4是采用以上三種方法進行大批量驗證的結(jié)果，結(jié)果顯示采用傳統(tǒng)破壞電池片的測試方法一，由于電池片破碎且程度不同，測試值整體偏低且不穩(wěn)定；采用傳統(tǒng)不破壞電池片的測試方法二，無法鑒定劃破了EVA和背板且沒有對電池片造成任何影響，其測試值也是不穩(wěn)定；而采用本文中的方法三測試，測試值穩(wěn)定，可以很好的衡量鋁背場與EVA的粘結(jié)力，可以有效指導(dǎo)生產(chǎn)，控制產(chǎn)品質(zhì)量。

圖4 不同測試方法對比圖

4 結(jié)語

鋁漿在使用前都經(jīng)過了充分?jǐn)嚢?，其中的成分?yīng)該是非常均勻的分布，印刷在電池片背面后，同一片電池片在測試鋁背場和EVA的粘結(jié)強度時，其強度應(yīng)該是一個穩(wěn)定值，而不應(yīng)該是突然拉力很大，突然沒有拉力。采用傳統(tǒng)劃破電池片的測試方法因為刀片的鋒利程度不同、劃的力度及速度不同，電池小碎片的形態(tài)不同，會導(dǎo)致測試值有明顯波動；未損傷電池片的方法無法用直觀或者量化的東西來衡量，換句話說，無法做到充分劃開EVA但又不對電池片造成任何損傷，導(dǎo)致測試結(jié)果也有很大誤差；而本文提出的新方法可以解決上述問題，進而達到測試值的準(zhǔn)確性。