《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》_10762

第一篇：《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》_10762

《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》

认证技术规范编制说明

一、背景

近年来由于全球气候变暖、生态环境恶化、常规能源短缺等一系列问题，发展可再生能源得到了各国政府的重视和支持。在技术的不断发展以及各国政府的激励政策的推动下，全球太阳能光伏发电产业和市场得以迅速发展。从2000年到2010年，全球光伏市场年均复合增长率达44%，全球累计装机容量突破40GW。目前，我国已连续5年保持太阳能电池产业量世界第一，2010年中国的太阳能电池产量占到世界总产量的50%左右。中国政府的一系列光伏激励政策促进了中国光伏市场的迅猛发展，可以预见，中国的太阳能光伏发电市场具有非常广阔的发展前景。但组件封装相关产品至今缺乏相关国际标准、国家标准或行业标准引导。EVA胶膜是光伏组件封装过程的重要辅料。EVA胶膜的耐老化特性、与玻璃背板的粘合强度以及层压交联特性直接决定了光伏组件的加工周期、产品外观及户外使用寿命。

由于起步较晚，国内部分企业如杭州福斯特光伏材料股份有限公司近几年才通过技术攻关，实现了EVA胶膜的国产化生产。但我国的EVA胶膜生产企业仍旧偏少，而且没有统一的行业产品技术标准，比较混乱，客观上损害了国内EVA胶膜生产厂家的市场竞争力。国产EVA胶膜只占到国内60%左右的市场份额，全球市场份额更是不足30%。EVA胶膜产业规模与我国的太阳能电池组件生产规模极不匹配。这种局面不仅提高了国内光伏组件企业的生产成本，也给国内光伏组件厂商带来很大的风险。尽快实施统一的EVA太阳电池封装胶膜工业行业标准，对整合我国EVA胶膜的技术优势，增强我国EVA胶膜的国际竞争力将具有重要的意义。

因此，为了保证EVA胶膜的质量，推动光伏相关产业的发展，扫除目前市场上产品良莠不齐的现象，在EVA胶膜的产业化进程中，制订统一的技术规范，对产品开展质量认证显得十分迫切和必要，它不仅为组件企业选择优质胶膜提供技术支持，也为企业改进生产工艺和管理水平起到引导作用。

二、认证技术规范编制工作过程综述

该认证技术规范是中国质量认证中心（英文简称CQC）2012年下半年课题《光伏组

-1-件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜技术规范及CQC标志认证》的一部分，课题于2012年7月启动，以中国质量认证中心为主，联合国家太阳能光伏产品质量监督检验中心、光伏EVA应用业主单位，以及国内重点光伏EVA生产企业组成课题工作组，并对课题的光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜的测试要求进行了深入研究。课题组以光伏EVA胶膜国标草案内容为基础，分析影响光伏EVA性能的因素和主要技术指标，汇总光伏辅料实验室的大量试验数据，确立了技术规范的框架。技术规范编制草案初稿完成后，广泛征求相关单位的意见，并对技术规范的意见进行了汇总。根据意见汇总的内容，对技术规范进行了修改，确定了技术规范的申请备案稿。

三、与相关法律法规的关系

本规范遵守现行法律、法规和强制性国家标准，与它们相符合，无冲突，相关指标符合目前我国光伏产业实际情况。

四、与现行标准的关系

目前我国光伏EVA胶膜并无相关标准出台，国标仍在制定中。为了确保我国光伏产业健康有序发展，有必要根据光伏EVA胶膜的产品特性，深入研究光伏EVA检测技术，编制合理的技术规范标准，制定严谨、科学的光伏ＥＶＡ质量监控办法，避免不必要的经济损失。

五、主要起草单位情况简介

1.中国质量认证中心是由中国政府批准设立，被多国政府和多个国际权威组织认可的第三方专业认证机构，隶属中国检验认证集团。从事太阳能光伏、光热等新能源和可再生能源产品标准研究和产品认证的第三方认证机构，在新能源领域开展的主要认证服务包括：太阳能光伏产品、太阳能光热产品、储能及动力电池等。

2.国家太阳能光伏产品质量监督检验中心是经国家质量监督检验检疫总局批准建设的国家级监督检验机构，由政府全额出资，具第三方公正性，并通过国际电工委员会IECEE CB实验室认可和国家实验室认证认可，检验结果具有国际市场通用性、第三方公正性和法律效力。中心主要开展太阳能光伏产品（含光伏组件、光伏系统与电站、原辅材料、接线盒、控制器、逆变器、储能电池、应用产品等）检测、光伏产品标准制定与研究、科技成果、专利产品和新产品质量的鉴定检验和型式试验、国际国内技术交流及相关信息发布等工作。

-2-3.杭州福斯特光伏材料股份有限公司是国内领先的光伏组件封装材料生产商之一。专注于设计和生产光伏组件的关键封装材料（EVA胶膜和背板），为光伏组件厂商提供一流的产品和超值的服务。自2003年5月进入光伏领域，福斯特凭借热熔胶及薄膜加工领域的丰富经验和渊博的专业知识，拥有产品设计、生产线开发、客户端应用等方面完整解决方案能力。

4.3M中国有限公司于1984年11月在中国注册成立，成为在经济特区外的首家外商独资企业。3M公司素以勇于创新、产品繁多著称于世，在其百多年历史中开发了六万多种高品质产品，百年来，3M的产品已深入人们的生活，从家庭用品到医疗用品，从运输、建筑到商业、教育和电子、通信等各个领域，极大地改变了人们的生活和工作方式。

5.英大泰和人寿保险股份有限公司是依照国家有关法律、法规以及相关保险监管政策设立的全国性保险企业。2007年7月，国家电网公司等30家大型国有企业共同出资成立英大人寿，公司总部位于北京。

六、主要技术内容和数据验证情况

技术规范的制定完全依据标准化的基本原理，即统一原理、简化原理、协调原理和最优化原理。

光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）胶膜技术规范内容是根据其产品封装特性制定出本技术规范。

光伏组件封装用背板技术规范的主要内容包括三方面：测试序列；技术要求；试验方法。

（1）测试序列方面分别规定固化前EVA胶膜、固化后EVA胶膜及层压件的测试序列。根据EVA胶膜实际使用过程的研究分析及其性能测试要求，将测试样品对象分为固化前EVA胶膜、固化后EVA胶膜及层压件，确保测试的有效性及可比性；

（2）技术要求部分主要归定了EVA胶膜的性能要求和耐候性。综合考虑光伏用EVA胶膜的外观及绝缘性能、力学性能、与玻璃背板材料良好匹配行等物理特性，针对性的确定了拉伸强度、断裂伸长率、剥离强度、击穿电压强度、以及电阻率等常规性能检测项目。同时考虑光伏用EVA胶膜应具备的耐环境气候老化情况，制定了紫外老化试验及湿热试验的环境试验项目。根据建立的试验方案，在全国范围内选取各生产企业的13种不同规格的光伏用EVA胶膜，采用其EVA胶膜裸片、单层层压后的EVA胶膜以及在选用同种规格的玻璃和背板进行层压后的层压件作为试样，根据实验方案进行测试

-3-实验。在综合各测试结果（图1-图5为性能测试结果图）的情况下，编制出较全面的光伏组件封装用EVA胶膜认证技术规范。

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图1：不同规格光伏EVA拉伸强度结果（MPa）

汇总不同规格样品的试验结果，基于测试结果图中大部分样品所处的较集中区域，以55%合格率为技术要求划分依据，最终确定EVA胶膜的拉伸强度要求≥18 MPa。

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图2：不同规格EVA与玻璃的剥离强度（N/cm）

汇总不同规格样品的试验结果，基于测试结果图中大部分样品所处的较集中区域，以75%合格率为技术要求划分依据，最终确定EVA与玻璃的剥离强度要求＞60 N/cm。

-4-100806040200ABCDEFGHIJKLM

图3：不同规格EVA与背板的剥离强度（N/cm）

汇总不同规格样品的试验结果，基于测试结果图中大部分样品所处的较集中区域，以70%合格率为技术要求划分依据，最终确定EVA与背板的剥离强度要求＞50 N/cm。

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图4：不同规格EVA透光率（380nm-1100nm）%

汇总不同规格样品的试验结果，基于测试结果图中大部分样品所处的较集中区域，以75%合格率为技术要求划分依据，最终确定EVA透光率（380nm-1100nm）要求≥90.5%。

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图5：不同规格EVA体积电阻率（×1013Ω·cm）

汇总不同规格样品的试验结果，基于测试结果图中大部分样品所处的较集中区域，以55%合格率为技术要求划分依据，最终确定EVA体积电阻率要求≥1.0×1014Ω·cm。

（3）试验方法部分主要规定了透光率的测试波段、交联度通用化学试验方法及DSC试验方法、拉伸速率、击穿电压强度试验时的升压速率及测试介质、收缩率的试验温度及时间、体积电阻率的样品制备要求及方法，主要参考试验方法标准为GB/T 1040.3、GB/T 1408.1、GB/T 1410、GB/T 2410、GB/T 2790、GB/T 13542.2等。选取不同厂家不同规格样品，依据认证规范中的试验方法测试，以此为主要验证手段，并结合近年来光伏组件封装用EVA胶膜在使用过程中出现的实效情况（组件脱层、绝缘性能降低、气泡），组织国家太阳能光伏产品质量监督检验中心，模拟不同环境气候条件试验，测试层压件性能保持情况。根据最终结果，确定各项性能的技术要求。

2013年5月7日，在《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》征集意见后，课题顺利召开了技术规范研讨会，各位专家对认证技术规范草案进行了修改和完善，形成了最新版本。

2013年5月22日

第二篇：光伏组件用焊带

1.1 助焊剂与焊带

1.1.1 助焊剂

助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物，是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材(材料)表面的氧化物，使金属表面达到必要的清洁度。它防止焊接时表面的再次氧化，降低焊料表面张力，提高焊接性能。助焊剂性能的优劣，直接影响到组件的质量。

5.7.1.1 焊接材料的主要成分

a.有机溶剂：酮类、醇类、酯类中的一种或几种混合物，常用的有乙醇、丙醇、丁醇；丙酮、甲苯异丁基甲酮；醋酸乙酯，醋酸丁酯等。作为液体成分。

b.表面活性剂：含卤素的表面活性剂活性强，助焊能力高，但因卤素离子很难清洗干净，离子残留度高，卤素元素(主要是氯化物)有强腐蚀性。

c.有机酸活化剂：由有机酸二元酸或芳香酸中的一种或几种组成，如丁二酸，戊二酸，衣康酸，邻羟基苯甲酸，葵二酸，庚二酸、苹果酸、琥珀酸等。其主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物，是助焊剂的关键成分之一。

d.防腐蚀剂：减少树脂、活化剂等固体成分在高温分解后残留的物质。

e.助溶剂：阻止活化剂等固体成分从溶液中脱溶的趋势，避免活化剂不良的非均匀分布。

f.成膜剂：引线脚焊锡过程中，所涂复的助焊剂沉淀、结晶，形成一层均匀的膜，其高温分解后的残余物因有成膜剂的存在，可快速固化、硬化。

5.7.1.2 助焊剂的特性

a.润湿(横向流动)：又称浸润，是指熔融焊料在金属表面形成均匀、平滑、连续并附着牢固的焊料层。浸润程度主要决定于焊件表面的清洁程度及焊料的表面张力。金属表面看起来是比较光滑的，但在显微镜下面看，有无数的凸凹不平、晶界和伤痕，焊料就是沿着这些表面上的凸凹和伤痕靠毛细作用润湿扩散开去的，因此焊接时应使焊锡流淌。流淌的过程一般是松香在前面清除氧化膜，焊锡紧跟其后，所以说润湿基本上是熔化的焊料沿着物体表面横向流动。润湿的好坏用润湿角。

b.扩散(纵向流动)：伴随着熔融焊料在被焊面上扩散的润湿现象还出现焊料向固体金属内部扩散的现象。例如，用锡铅焊料焊接铜件，焊接过程中既有表面扩散，又有晶界扩散和晶内扩散。锡铅焊料中的铅只参与表面扩散，而锡和铜原子相互扩散，这是不同金属性质决定的选择扩散。正是由于这种扩散作用，在两者界面形成新的合金，从而使焊料和焊件牢固地结合。5.7.1.3常用助焊剂的作用

a.破坏金属氧化膜使焊锡表面清洁，有利于焊锡的浸润和焊点合金的生成。

b.能覆盖在焊料表面，防止焊料或金属继续氧化。

c.增强焊料和被焊金属表面的活性，降低焊料的表面张力。

d.焊料和焊剂是相熔的，可增加焊料的流动性，进一步提高浸润能力。

e.能加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递。f.合适的助焊剂还能使焊点美观。1.助焊剂的主要作用

1.1有清洗被焊金属和焊料表面的作用（去除氧化物和污物）。1.2.熔点要低于所有焊料的熔点（保证先熔化并在表面）。1.3.在焊接温度下能形成液状，具有保护金属表面的作用。

1.4.有较低的表面张力，受热后能迅速均匀地流动（浸润与扩散）。1.5.不导电，无腐蚀性，残留物无副作用。1.6.熔化时不产生飞溅或飞沫。

1.7.助焊剂的膜要光亮，致密、干燥快、不吸潮、热稳定性好。

特别是对于1.8mm宽的主栅线，2mm宽的互连条，对浸润能力要求更高，因为要想互连条上面的焊料进入主栅线，其运行轨迹是有弯曲的。如浸润能力不足，焊料将随烙鉄头流动。所以，相对较窄的互连条可焊性比宽的互连条要强一些，是因为互连条上下面的焊料能与主栅线直接的接触，热量也能快速传至主栅线。如果助焊剂与熔融的焊料不能与主栅线有效接触，热量也难于传至主栅线，因此更不容易形成合金相，这种情况从表面上看焊接很好，但其实也是近似于虚焊。2.助焊剂去除氧化剂的方式

助焊剂与氧化物的化学反应有几种：

1、相互化学作用形成第三种物质；

2、氧化物直接被助焊剂剥离（类似于烧水壶除垢不是使水垢与除垢剂完全反应，而是通过浸入两相的界面扩张使碳酸盐固相与基体剥离一个道理）；

3、上述两种反应并存。一般来讲，在未焊接的低温浸泡时，由于PH值不是很高，有机酸助焊剂以第二种为主。

5.7.1.4 助焊剂残渣对组件造成的不良影响包括以下几点

a.过多的助焊剂残留会腐蚀电池。

b.降低电导性，产生迁移或短路。

c.残留过多会粘连灰尘和杂物。

d.影响产品使用的可靠性。

e.影响EVA与电池的粘结。

f.可能在电池的主栅线产生连续性的气泡。

g.助焊剂的储存环境一般助焊剂使用期为6个月，放置干燥通风处，避免阳光直射。

1.1.2 焊带

连条与汇流条即涂锡铜合金带，简称涂锡铜带或涂锡带。分含铅和无铅两种，其中无铅涂锡带因其良好的焊接性能和无毒性，是涂锡带发展的方向。无铅涂锡带是由导电优良、加工延展性优良的专用铜及锡合金涂层复合而成。具有如下特性：

1、可焊性好；

2、抗腐蚀性能好；

3、在-40゜C至+100゜C的热振情况下（与太阳能电池使用环境同步），长期工作不会脱落。

常见的互连条与汇流条规格有；

涂锡带的选用主要是依据其载流能力，互连条按7A/mm*mm选用，汇流条按7A/mm*mm选用。同时还应考虑互连条机械强度对电池片位移的影响。互联条：顾名思意，就是将电池片与电池片相互连接的焊带（镀锡铜带），宽度大约0.2cm。连接的方式可以为串联或是并联，主要用在电池片电极引出和背电场电极的连接，每组件使用较多，如约156根。

汇流带：是将用互联条串联后的电池串进行串联的焊带（镀锡铜带），宽度约为0.5cm。主要用于电极引出，每组件使用较少，同样的电池片共计7根！

一般焊接都是每片电池片上焊2条。所以可以根据电池片（整片）的数量来大概计算焊带的需求量。比如，有50片156的电池片，那么需要50*156*2MM的标准宽度焊带

焊带在串联电池片的过程中一定要做到焊接牢固，避免虚焊假焊现象的发生。生产厂家在选择焊带时一定要根据所选用的电池片特性来决定用什么状态的焊带。一般选用的标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度，焊带的宽度要和电池的主删线宽度一

焊带是光伏组件焊接过程中的重要原材料，焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。焊带在串联电池片的过程中一定要做到焊接牢固，避免虚焊假焊现象的发生。生产厂家在选择焊带时一定要根据所选用的电池片特性来决定用什么状态的焊带。一般选用的标准是根据电池片的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度，焊带的宽度要和电池的主删线宽度一致，焊带的软硬程度一般取决于电池片的厚度和焊接工具。手工焊接要求焊带的状态越软越好，软态的焊带在烙铁走过之后会很好的和电池片接触在一起，焊接过程中产生的应力很小，可以降低碎片率。但是太软的焊带抗拉力会降低，很容易拉断。对于自动焊接工艺，焊带可以稍硬一些，这样有利于焊接机器对焊带的调直和压焊，太软的焊带用机器焊接容易变形，从而降低产品的成品率。

焊接焊带使用的电烙铁根据不同的组件有不同的选择，一般而言，焊接灯具等小光伏组件对烙铁的要求较低，小组件自身面积较小，对烙铁热量的要求不高，一般35w电烙铁可以满足焊接含铅焊带的要求，但是焊接无铅焊带时建议厂家尽量使用50w电烙铁，而且要使用无铅长寿烙铁头，因为无铅焊锡氧化快，对烙铁头的损害相当大。有铅焊带焊接相对容易，一般只要选择好合适的助焊剂，烙铁温度补偿够用就可以了，但是无铅焊带焊接时确实麻烦了很多，很多厂家对此感到头疼。首先，无铅焊接要选择一个合适的电烙铁，对于厂家而言，选择功率可调的无铅焊台是个不错的选择，无铅焊台一般是直流供电，电压可调，直流电烙铁的优点是温度补偿快，这是交流调温电烙铁所无法比拟的。无铅焊带的焊接依据电池片的厚度和面积应选择70-100w的烙铁，小于70w的烙铁一般在无铅焊接时会出现问题。另外，市场上很多种无铅调温交流电烙铁（热磁铁控制）不适合焊接大面积的电池片，因为电池片的硅导热性能很好，烙铁头的热量会迅速传递到硅片上，瞬间使烙铁头的温度降低到300度以下，烙铁的温度补偿不足以保证烙铁的温度升高到400度，是不能保证无铅焊接的牢固性的，产生的现象是电池片在焊接过程中发生噼啪的响声，严重的立即使电池片出现裂纹，这是因为焊锡温度低引起的收缩应力造成的。无铅焊接的烙铁头氧化非常快，要保持烙铁头的清洁，在加热状态下最好将烙铁头埋入焊锡中，使用前要甩掉烙铁头多余的焊锡。烙铁头和焊带的接触端要尽量修理成和焊带的宽度一致，接触面要平整。焊接的助焊剂要选用无铅无残留助焊剂。

在焊接无铅焊带的过程中，生产厂家要注意调整工人的焊接习惯，无铅焊锡的流动性不好，焊接速度要慢很多，焊接时一定要等到焊锡完全溶化后再走烙铁，烙铁要慢走，如果发现走烙铁过程中焊锡凝固，说明烙铁头的温度偏低，要调节烙铁头的温度，升高到烙铁头流畅移动、焊锡光滑流动为止。5.7.2.1 主要材料

焊带主要基材为无氧铜(铜的纯度为99.99%)，表面热镀了一层锡层。5.7.2.2 主要作用

通过焊接过程将电池的电极(电流)导出，再通过串联或并联的方式将引出的电极与接线盒有效的连接焊带是光伏组件焊接过程中的重要原材料，焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。一般选用焊带的标准是根据电池的厚度和短路电流的多少来确定焊带的厚度，焊带的宽度要和电池的主删线宽度一致，焊带的软硬程度一般取决于电池的厚度和焊接工具。

5.7.2.3焊带的储存环境

焊带避光、避热、避潮，不得使产品弯曲和包装破损。最佳贮存条件：放在恒温、恒湿的仓库内，其温度在0-25℃之间相对湿度小于60%。用棉布或软泡，保质期为一年。

1.1.3 助焊剂与焊带的关系

焊带通过助焊剂的浸泡去除表面的氧化膜，并在表面覆盖形成了一层均匀、平滑、连续并附牢固的焊料层。在焊接过程中可以有效地清除栅线表面的氧化物，加快烙铁头温度的传递，将焊带牢固的与电池的主栅线结合。

1.1.4 涂锡带的检验