雙面光伏組件用高溫定位膠帶的發(fā)白原因分析及組件可靠性評估

:主要針對高溫定位膠帶應(yīng)用于雙面光伏組件后出現(xiàn)的發(fā)白現(xiàn)象，分析了現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并對使用了發(fā)白的高溫定位膠帶的光伏組件的可靠性進行了測試與評估。

（來源：微信公眾號“太陽能雜志”ID：tynzz1980）

高溫定位膠帶主要以耐候性PET 膜為基材，其與電池粘貼面涂布有特殊的丙烯酸酯壓敏膠黏劑。由于丙烯酸酯壓敏膠里添加有紫外線吸收劑，使大部分紫外線在此被吸收，因而其也具有一定的抗紫外線效果。高溫定位膠帶的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

高溫定位膠帶具有高溫不熔化的特點，主要用于光伏組件內(nèi)部，起到固定電池串間距及電池與電池間距的作用。目前一些廠家在制作單面光伏組件時會通過調(diào)整層壓工藝來避免使用高溫定位膠帶；但對于雙面光伏組件來說，由于其一般以聚烯烴彈性體(POE) 膠膜作為封裝材料，而POE 的流動性較好，因此為了保證組件層壓后的良率及組件背面的美觀，需要使用高溫定位膠帶進行固定。

本文主要對高溫定位膠帶應(yīng)用于雙面光伏組件后出現(xiàn)的發(fā)白現(xiàn)象進行了分析，并對使用發(fā)白的高溫定位膠帶后光伏組件的可靠性進行了分析。

一現(xiàn)象

雙面光伏組件中的太陽電池使用高溫定位膠帶固定，在經(jīng)過層壓工藝后，從組件背面可以看見高溫定位膠帶與柵線接觸處有明顯的發(fā)白現(xiàn)象，如圖2 所示。

二高溫定位膠帶發(fā)白的原因分析

2.1 采用單面M2 太陽電池與采用雙面P E R C 太陽電池的2 種光伏組件的對比

分別將高溫定位膠帶粘貼在單面M2 太陽電池及雙面PERC 太陽電池的背面，然后在進行層壓流程后觀察2 種光伏組件的外觀，如圖3 所示。

由圖3 可以看出，層壓后，采用單面M2 太陽電池的組件背面的膠帶無明顯發(fā)白現(xiàn)象；采用雙面PERC 太陽電池的組件背面的膠帶有明顯發(fā)白現(xiàn)象，且電池與細柵線接觸處出現(xiàn)了發(fā)白。因此，發(fā)白現(xiàn)象可能與雙面太陽電池背面的細柵線有關(guān)。

2.2 與背面柵線發(fā)生反應(yīng)

為判斷發(fā)白現(xiàn)象的產(chǎn)生是否是因為膠帶與電池背面的柵線發(fā)生了反應(yīng)所致，分別對發(fā)白的膠帶與未發(fā)白的膠帶進行了熱重分析(TGA) 測試，結(jié)果如圖4、圖5 所示。

結(jié)合圖4 和圖5 可以看出， 發(fā)白膠帶的第1 個分解溫度為424.38℃，第2 個分解溫度為540.13℃；未發(fā)白膠帶的第1 個分解溫度為421.90 ℃，第2 個分解溫度為541.39 ℃。兩者相比無明顯差異，且未見發(fā)白膠帶出現(xiàn)其他的溶解峰，這說明發(fā)白膠帶未產(chǎn)生其他新的物質(zhì)，因此排除了發(fā)白產(chǎn)生原因是與電池背面柵線發(fā)生反應(yīng)所致的假設(shè)。

2.3 操作人員的操作原因

為判斷是否由于操作人員在粘貼高溫定位膠帶時手觸按壓或未按壓導(dǎo)致層壓時有水分或氣體進入，從而出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象，表1 為隨機選取產(chǎn)線中的1 卷膠帶，分別在多主柵雙面電池、單面M2 電池及雙面p 型電池的正面進行4 組試驗。

由表1 可知，高溫定位膠帶在以上操作中均出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象，因此排除了操作人員操作的原因。

2.4 高溫定位膠帶自身的原因

2.4.1 耐水白化情況

查閱資料后發(fā)現(xiàn)，高溫定位膠帶所使用的丙烯酸酯壓敏膠黏劑易出現(xiàn)遇水白化的現(xiàn)象[1]。為判斷是否由于封裝材料帶入的少量水汽而導(dǎo)致膠帶產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象，在組件產(chǎn)線隨機選取1 卷本公司正在使用的高溫定位膠帶，并選取1 卷3M 原廠的高溫定位膠帶，然后進行水煮試驗，以對比這2 卷膠帶的耐水白化情況。將以上2 卷膠帶置于沸水中煮30 min 后，對比其外觀，未發(fā)現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象，如圖6 所示。這說明不是水汽造成的膠帶產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象。

2.4.2 高溫定位膠帶殘留物的影響

經(jīng)調(diào)研及查閱資料后發(fā)現(xiàn)，高溫定位膠帶中的助劑殘留越多，越可能影響膠帶質(zhì)量，從而造成膠帶產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象。因此，利用測試儀器TGAQ50，在升溫至600 ℃、升溫速率為10 K/min 的測試條件下，分別對3M 原廠提供的和從產(chǎn)線隨機選取的高溫定位膠帶進行TGA 測試；另外，將2 種未進行過任何測試的膠帶分別粘貼在電池上，層壓后觀察組件的外觀，結(jié)果如表2 所示。由表2 可以看出，殘留物較多的膠帶的發(fā)白現(xiàn)象較為嚴重。