جدایش لمینیت انکپسولانت EPE: حبابهای خطی در امتداد ریبونهای سلول خورشیدی
مقدمه: فیلم انکپسولانت EPE چیست؟
فیلم انکپسولانت EPE که به عنوان انکپسولانت POE اکسترود شده مشترک نیز شناخته میشود، یک ماده انکپسولاسیون فتوولتائیک است که با اکسترود مشترک رزین POE و رزین EVA تولید میشود. در تولید ماژول خورشیدی، عمدتاً برای ترکیب راحتی پردازش EVA با عملکرد مانع رطوبت و ضد PID POE استفاده میشود.
فیلم EVA معمولی به طور گسترده در تولید ماژول PV استفاده میشود زیرا عملکرد ضد PID خوب، عبور نور بالا، مقاومت در برابر زردی UV و گرمای مرطوب، مقاومت در برابر رد حلزون و چسبندگی قوی به شیشه و پشتیبان را ارائه میدهد. با این حال، EVA همچنین محدودیتهایی دارد، مانند عملکرد مانع رطوبت نسبتاً ضعیف، انتقال بخار آب بالاتر و خطر بالاتر PID در شرایط عملیاتی خاص.
فیلم POE، در مقایسه، مانع بخار آب بهتر، مقاومت آب و هوایی قویتر و قابلیت ضد PID قابل اعتمادتری دارد. اما POE همچنین چالشهای پردازش خود را دارد: چسبندگی آن به شیشه و پشتیبان معمولاً ضعیفتر از EVA است، واکنش اتصال عرضی آن کندتر است و در طول تولید ماژول، فیلم ممکن است راحتتر بلغزد یا جابجا شود که میتواند کارایی تولید را کاهش دهد.
به همین دلیل فیلم EPE توسعه یافت. از طریق فرآیند اکسترود مشترک، POE توسط لایههای EVA احاطه میشود و ساختار ساندویچی EVA-POE-EVA را تشکیل میدهد. این طراحی مانع رطوبت بالا POE را حفظ میکند و به محافظت از سلولهای خورشیدی در برابر بخار آب کمک میکند، در حالی که سازگاری خوب لمینیشن و پردازش آسانتر از EVA. در تولید عادی، EPE میتواند هم قابلیت اطمینان ماژول و هم بازده تولید را بهبود بخشد، زمانی که مواد و فرآیند لمینیت به خوبی کنترل شوند.
مکانیسم فنی: چرا EPE ممکن است در طول لمینیت لایهلایه شود
اگرچه EPE مزایای EVA و POE را ترکیب میکند، اما این دو ماده در طول لمینیت دقیقاً یکسان رفتار نمیکنند. منحنیهای پخت، ویژگیهای اتصال عرضی، قطبیت، توانایی جذب افزودنی و رفتار انبساط حرارتی آنها متفاوت است. این تفاوتها ممکن است منجر به لایهلایه شدن بین لایهها و تشکیل حباب شود، بهویژه در نواحی اطراف نوارهای لحیم که تغییرات فشار موضعی و ضخامت بیشتر مشهود است.
EVA و POE قطبیت متفاوتی دارند. EVA یک ماده قطبی است، بنابراین سازگاری خوبی با بسیاری از افزودنیها دارد. POE قطبیت کمتری دارد، بنابراین توانایی آن در نگهداری افزودنیهای قطبی متفاوت است. در طول زمان ذخیرهسازی، افزودنیهای داخل لایه POE ممکن است به تدریج به سمت لایههای EVA مهاجرت کنند که قطبیت قویتر و قابلیت جذب بهتری دارند.
این مهاجرت افزودنی، ساختار داخلی و عملکرد فیلم EPE را تغییر میدهد. در نتیجه، نیروی چسبندگی بین لایههای POE و EVA ممکن است کاهش یابد. در موارد شدید، لایه POE ممکن است در طول لمینیت ماژول فشرده، جدا یا به صورت موضعی لایهلایه شود. این نیز یکی از دلایلی است که عمر مفید فیلم EPE به طور کلی کوتاهتر از فیلمهای تکلایه EVA یا POE است.
| عامل کلیدی | مکانیسم | نقص احتمالی در لمینیت ماژول |
|---|---|---|
| مهاجرت افزودنی | افزودنیهای قطبی مانند عوامل اتصال عرضی و تثبیتکنندهها با گذشت زمان از POE به EVA مهاجرت میکنند | درجه اتصال عرضی POE پایینتر، کاهش چسبندگی داخلی، لایهلایه شدن بین لایههای EPE |
| عدم تطابق سرعت اتصال عرضی | EVA معمولاً در طول لمینیت سریعتر از POE اتصال عرضی مییابد | لایه EVA زودتر جامد میشود در حالی که POE هنوز مذاب است، باعث عدم تعادل تنش بین لایهها میشود |
| تفاوت ضریب انبساط حرارتی | EVA و POE رفتار انبساط و انقباض متفاوتی پس از پخت نشان میدهند | تنش داخلی در هنگام خنکشدن، احتمال جدایی بین لایهها |
| تغییر ضخامت موضعی | ضخامت لایه POE ممکن است در جهت TD ناهموار باشد، یا EPE در نزدیکی نوارها و باسبارها به صورت موضعی نازکتر شود | کمبود چسب موضعی، تجمع گاز، حبابهای خطی |
| فشار همپوشانی روبان و باسبار | ضخامت موضعی انباشته در محلهای لحیمکاری بیشتر است | جریان کپسولکننده، جدایش موضعی، حبابهای خطی که از نواحی روبان گسترش مییابند |
تحلیل فنی: تشکیل حبابهای خطی در امتداد روبانها
حبابهای خطی که از روبانهای لحیم گسترش مییابند اغلب به اثر ترکیبی مهاجرت افزودنیها، سرعت ناهماهنگ اتصال عرضی و رفتار انبساط حرارتی متفاوت بین EVA و POE مربوط میشوند.
در طول لمینیشن، EVA سریعتر از POE اتصال عرضی مییابد. اگر لایه POE به موقع اتصال عرضی پیدا نکند، گازهای واکنش تولید شده در طی تجزیه پراکسید ممکن است قبل از اعمال فشار به طور کامل تخلیه نشوند. این گازها میتوانند در داخل ماژول محبوس شده و حباب تشکیل دهند.
یکی دیگر از دلایل رایج، نازک شدن موضعی فیلم EPE در محل روبان و باسبار است. لایه میانی POE در EPE ممکن است به دلیل عوامل مواد اولیه، نایکنواختی ضخامت در جهت TD داشته باشد. علاوه بر این، در طول لمینیشن، ضخامت همپوشانی روبانها و باسبارها فشار موضعی را افزایش میدهد. این میتواند EPE را در آن موقعیت نازکتر کرده و نقطه ضعفی ایجاد کند که در آن کمبود چسب یا تجمع گاز محتملتر است.
به زبان ساده، ناحیه روبان در طول لمینیشن فشار بیشتری دریافت میکند. اگر لایههای EVA شروع به اتصال عرضی کرده باشند در حالی که لایه POE نزدیک روبان هنوز در حالت جریان است، ساختار EPE ممکن است به صورت موضعی جدا شود. کپسولکننده باقیمانده در موقعیت روبان ممکن است بیشتر شبیه POE رفتار کند، با اتصال عرضی کندتر و تمایل جریان بیشتر. تحت فشار لمینیشن، این میتواند حبابهای خطی رنگی یا شفاف ایجاد کند که از روبان به بیرون گسترش مییابند.
علائم فرآیندی کلیدی برای مشاهده
حبابها عمدتاً در امتداد مسیرهای روبان لحیم ظاهر میشوند نه به صورت تصادفی در سراسر ماژول.
عیب ممکن است مانند ردپاهای هوای خطی نازک باشد که از نواحی روبان یا باسبار به بیرون گسترش مییابند.
مشکل ممکن است زمانی که فیلم EPE برای مدت طولانیتری ذخیره شده باشد، آشکارتر شود.
عیب ممکن است زمانی افزایش یابد که دمای لمینیشن، زمان خلاء، زمانبندی فشار یا درجه پخت با فرمول خاص EPE به خوبی تطبیق داده نشوند.
پیشنهادات کنترل عملی برای عیوب لمینیشن EPE
برای حبابهای ناشی از رفتار ذاتی مادهٔ EPE، راهحل باید ترکیبی از مدیریت مواد و بهینهسازی فرآیند لمینیت باشد. تنظیم تنها یک پارامتر بدون بررسی شرایط نگهداری فیلم، منحنی لمینیت و توزیع فشار در ناحیهٔ ریبون کافی نیست.
1. کنترل زمان نگهداری مواد EPE
برنامهریزی دقیق برای خرید و مصرف EPE. در شرایطی که تولید تحت تأثیر قرار نگیرد، زمان انبارداری فیلم EPE را تا حد امکان کاهش دهید. زمان نگهداری کوتاهتر به کاهش مهاجرت افزودنیها از لایهٔ POE به لایههای EVA کمک میکند و رفتار چسبندگی بین لایهای و اتصال عرضی اولیه را پایدارتر نگه میدارد.
2. افزایش مناسب دمای لمینیت محفظهٔ اول
افزایش مناسب دمای لمینیت محفظهٔ اول میتواند اتصال عرضی POE در فیلم EPE را تسریع کند. این کار از وضعیتی که EVA به درجهٔ اتصال عرضی نسبتاً بالایی رسیده در حالی که POE هنوز مذاب است، جلوگیری میکند. هماهنگی بهتر بین پخت EVA و POE میتواند تنش بین لایهای را کاهش دهد و از ایجاد حبابهای خطی در نزدیکی ریبونها جلوگیری کند.
3. تطبیق زمان خلأ، فشار و پخت
اگر فشار خیلی زود اعمال شود در حالی که لایهٔ POE هنوز بسیار سیال است، گاز ممکن است در نواحی ریبون به دام بیفتد یا جابجا شود. یک دستور پخت خوب باید زمان کافی برای تخلیهٔ هوا و نرم شدن مواد قبل از اعمال فشار کامل فراهم کند. تنظیمات دقیق باید با آزمایش درجهٔ اتصال عرضی، تست استحکام پوسته شدن و بازرسی ظاهری پس از لمینیت تأیید شود.
4. بررسی ارتفاع انباشتهٔ ریبون و باسبار
از آنجا که فشار موضعی در اطراف ریبونها و باسبارها بیشتر است، ضخامت انباشتهٔ زیاد میتواند EPE را در این نقاط نازکتر کند. تیم تولید باید صافی لحیمکاری، تراز بودن ریبون، همپوشانی باسبار و یکنواختی چیدمان را بررسی کند. کاهش اختلاف ارتفاع موضعی میتواند خطر تغییر شکل موضعی انکپسولانت و تشکیل حباب را کاهش دهد.
5. تأیید کیفیت EPE ورودی
برای فیلم EPE، بازرسی ورودی نباید فقط ظاهر و ضخامت را بررسی کند، بلکه باید بر یکنواختی ضخامت، عمر مفید، شرایط نگهداری، رفتار محتوای ژل و عملکرد چسبندگی تمرکز کند. در صورت امکان، قبل از تولید انبوه هنگام تغییر تأمینکننده، بچ یا ساختار ماژول، باید لمینیت آزمایشی انجام شود.
این وبلاگ بر اساس تحلیل عملی ناهنجاریها در تولید ماژولهای PV و منابع زیر است:
تجربهٔ میدانی از تحلیل نقصهای غیرعادی در طول تولید ماژول فتوولتائیک
داود کمیکال، ژانگ ونشین، "توانمندسازی POE برای ماژولهای فتوولتائیک با عملکرد بالا"
اوراق بهادار جنوب غربی، "تکرار نوع N، صنعت POE یک چرخه رشد بالا را باز میکند"
تولید و فناوری شیمیایی، "تحقیق در مورد واکنش اتصال عرضی فیلم کپسوله پلیاولفین برای فتوولتائیک"
دیدگاه Ooitech
به عنوان یک تامینکننده تجهیزات، ما این گونه میبینیم: حبابهای خط نوار مرتبط با EPE نه تنها یک مشکل مواد، بلکه یک مشکل پنجره فرآیند است که به پروفایل دمای لمینیت، راندمان خلاء، زمانبندی فشار و صافی لایهگذاری بستگی دارد. برای تولیدکنندگان ماژول که از فناوریهای پیشرفته سلول و فرمتهای بزرگتر استفاده میکنند، تحمل برای جریان کپسوله و ارتفاع محلی پشته بسیار کمتر میشود، بنابراین کنترل عمر مفید مواد و اعتبارسنجی دستور العمل لمینیت باید به عنوان بخشی از همان سیستم کیفیت در نظر گرفته شود. یک خط تولید پایدار پنل خورشیدی هم به انتخاب خوب کپسوله و هم به تأیید فرآیند منظم قبل از تولید انبوه نیاز دارد.
