[发明专利]一种光伏组件EVA封装材料交联度的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏电池生产组装领域，具体涉及一种光伏组件EVA封装材料交联度的测试方法。

背景技术

随着环境污染和能源短缺问题日趋严重，太阳能作为一种绿色能源逐渐受到重视。太阳电池可以直接将太阳能转化为电能，特别是随着研究的深入和技术的改进，一些新材料应用到太阳电池组件中，使组件的光电转化效率得到了较大提高。

EVA(乙烯－醋酸乙烯共聚体)是目前太阳电池封装工艺中最常用的材料，其主要功能有：封装组件；连接玻璃与电池片、连接背板与电池片；阻碍外部环境对电池片的不利影响。EVA交联度的大小对组件的性能有重要影响，为确定EVA的交联程度，目前的太阳能行业主要采用二甲苯萃取法，运用的原理是由于交联前的EVA溶于二甲苯，而交联后的EVA不溶于二甲苯，根据萃取前后EVA质量的变化可计算出EVA的交联度。

不过，二甲苯萃取法有三个致命缺点：1、二甲苯有剧毒；2、影响测试结果的干扰因素比较多(人、仪器和环境等)，重复性差(至少5％的偏差)。在萃取的过程中，未交联的EVA溶解不充分或萃取时EVA继续发生交联反应，会导致测量的结果偏大；3、二甲苯萃取法所需要时间较长，单纯的萃取加烘干时间就需要8小时。

另外一种测试EVA交联度的方法为差示扫描量热法，即DSC法(DSC测试出的结果称为固化度)。DSC法测量EVA固化度是利用EVA固化段的吸放热不同，进行计算的一种方法。此种方法可以将检测时间从8小时压缩至20分钟，大大节约了时间。另外，差示扫描量热(DSC)法对人体无伤害、更加环保，并且DSC法得到的数据更详细，能对层压工艺进行指导。

但是目前DSC法不成熟，测试数据跳动大，重复性差。原因有两个方面：1、随着固化度的增加，EVA掺杂的交联剂含量均匀性变差。EVA交联反应与交联剂分解释放出的自由基有关，刚开始反应阶段，自由基含量多，反应剧烈进行，EVA迅速变得“粘稠”，交联剂迁移需要的活化能增加，被分隔在各个区域，从而导致EVA各处交联剂含量均匀性变差；2、之前的取样方法是将EVA剥离后，用剪刀剪一个3-15mg的小圆片，由于取样量过少，这就导致样本代表性差。

通常来说，DSC法比二甲苯萃取法得到的结果数据要低，原因可能来源于两个方面：1、DSC法以未交联EVA升温时所释放的固化焓作为l00％未交联固化焓，但由于实际的化学反应无法达到100％反应完全，再加上交联剂的半衰期等特性，交联剂有残余量。这样100％未交联固化焓值偏小，导致最后计算得到的固化度偏小；2、二甲苯萃取时将不溶予二甲苯的所有物质都作为交联后的EVA，但是由于EVA中会有一些填料或者杂质等不溶于二甲苯，再加上有少量未交联的EVA也可能不溶于二甲苯，所以整体会导致溶剂法测得的交联度偏高。

而目前大部分厂家都以二甲苯萃取法作为主要的测试方法，这就导致DSC法虽然具有一定的优点，但测得的数据难以被大家接受。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种测试精度高，结果重复性好的EVA交联度测试方法，既克服了二甲苯萃取法存在的种种缺陷，又可以得到能被广泛接受的测试结果。

技术方案：本发明所述光伏组件EVA封装材料交联度的测试方法，包括如下步骤：

(1)取同规格不同交联度的EVA封装材料样品，并分别测试各样品的固化度和交联度数值；

(2)根据步骤(1)得到的多组数值建立固化度和交联度的曲线图，由该曲线图拟合得到固化度和交联度的关系式为：y＝ax²+bx+c，其中y为交联度，x为固化度；

(3)测试同规格的任意交联度的EVA封装材料的固化度x，再将结果代入步骤(2)得到的关系式内，算出该EVA封装材料的交联度y。

作为本发明的进一步限定，步骤(1)中固化度的测试方法的具体步骤为：

a、将某一规格未层压交联固化的EVA剪成碎片，再通过液氮冷冻处理，使EVA玻璃化，用碾磨器将玻璃化的EVA碾磨成细小的颗粒，混均；

b、称取3-15mg步骤a处理后的EVA，置于40μL铝坩埚中，挤压封装；

c、将封装好的EVA样品放入DSC设备样品台上，测试EVA的放热焓ΔH₁；

d、将层压后的EVA样品重复步骤a～c的处理，测试层压后EVA的放热焓ΔH₂；

e、根据公式x＝(ΔH₁-ΔH₂)/ΔH₁计算层压后EVA的固化度。