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聚烯烃封装膜与EVA封装膜的对比研究

在聚烯烃封装膜的性能研究方面,更多的科研人员是将聚烯烃封装膜与EVA封装膜做对比研究,在同样的条件下测试两者的相关性能,以评价聚烯烃封装膜的可靠性与适用性。
 
针对于封装膜的水解过程,讨论EVA膜与POE膜在双玻组件中的适用性。
 
EVA封装膜由于水解产生醋酸,会导致组件的PID现象,但由于双玻组件中,正反两面都是玻璃,水蒸气透过率几乎为0,所以他们认为,在有边框的双玻组件中,可以使用EVA封装膜。
 
但POE膜水解不会产生酸性物质,在不考虑价格因素的情况下,是优选的组件封装膜。
 
通过对比测试发现,在温度上升到85℃时,EVA的体积电阻率已经下降到1013Ω·cm,而新款POE封装膜的体积电阻率仍然保持在1015Ω·cm以上;在标准湿热条件测试的情况下,EVA封装膜的水汽透过率达到了34g·(m2·d)-1,而新款POE封装膜仅有3.3g·(m2·d)-1。
 
当组件双面都采取新款POE封装膜时,组件的稳定性以及抗PID性能最优,但和EVA膜搭配使用时,依然会产生PID现象。
 
OreskiG等人对比研究了POE、TPO以及EVA三种封装膜的材料特性以及封装成组件后的电气性能。
 
通过对比研究发现,EVA和POE表现出相似的热和热机械性能。相比之下,TPO薄膜的熔融温度可达109.4℃,明显高于EVA的65.9℃和POE的81.2℃,并且在高温下没有交联反应。
 
此外,TPO的弹性模量和剪切粘度值高于POE和EVA。将封装后的组件进行3000小时的湿热测试,发现使用EVA的组件在金属栅线处出现了腐蚀,而使用POE和TPO的组件并没有出现腐蚀的情况。
研究表明,POE和TPO都是EVA的有效替代材料,但TPO膜由于封装时不产生交联反应,在实际封装时要重新设定合适的封装温度以保证组件的稳定性。
 
ParkH等人分别使用了常规加速湿热测试和更恶劣的湿热组合测试对比研究了EVA封装单晶硅组件和POE封装的单晶硅组件的热稳定性。
他们证实了即使在最严苛的湿热测试条件下,采用POE封装的组件仍然能够表现出较好的稳定性,最大输出功率的降低控制在10%以内。
 
ThorntonP等人在2021年首次研究了采用SmartWire连接技术(SWCT)的光伏组件,探索使用SWCT结构的组件对封装膜的附着力。
 
他们采用EVA封装膜和POE封装膜制备了小型组件,并测量了组件正面和背面的密封剂附着力。
 
结果表明,虽然SWCT结构会导致粘合强度的减弱,但POE封装膜仍然能够比EVA封装膜提供更好的初始粘合力。
 
BalojiA等人在近三年以来做了一系列研究对比TPO封装膜和EVA封装膜的基本特性和热稳定性。他们首先比较了TPO封装膜和EVA封装膜的光学、热学、机械等基本特性。
 
通过对比实验发现,与EVA相比,TPO具有更高的透光性,从而使用TPO的组件有更高的输出增益,而且变色速度与EVA相比慢了5倍。
 
在层压过程中,TPO没有发生交联反应,层压周期更短,但却能够提供更高的剥离强度。
 
在85℃的极端工作条件下,采用TPO封装的组件仍能保持其更高的粘合强度、结晶度、杨氏模量、抗蠕变性、韧性和体积电阻率。
 
他们进一步对使用TPO封装膜和EVA封装膜的组件进行了4000小时的湿热测试,通过红外光谱测试分析证实了EVA封装膜分解生成更多的乙酸和羟基,具有更高的吸水性,而TPO封装膜由于非极性性质具有更好的稳定性。
 
最终他们又采用了差示扫描量热仪(DSC)与热重分析(TGA)研究材料的结晶度和热分解温度,进一步说明了TPO在封装过程中未发生交联反应,具有比EVA更高的热稳定性,并且可以防止由于高温脱乙酰化而导致变色的现象。