EPE Encapsulant Lamination Delamination: Line-Shaped Bubbles Along Solar Cell Ribbons

บทนำ: ฟิล์ม EPE Encapsulant คืออะไร?

ฟิล์ม EPE encapsulant หรือที่เรียกว่าฟิล์ม POE ที่ผ่านการอัดรีดร่วม เป็นวัสดุห่อหุ้มเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตโดยการอัดรีดร่วมของเรซิน POE และเรซิน EVA ในการผลิตโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ ใช้เพื่อรวมความสะดวกในการแปรรูปของ EVA เข้ากับประสิทธิภาพการกันความชื้นและต้านทาน PID ของ POE

ฟิล์ม EVA ทั่วไปถูกใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตโมดูล PV เนื่องจากมีประสิทธิภาพต้านทาน PID ที่ดี การส่งผ่านแสงสูง ความต้านทานการเหลืองจากรังสียูวีและความร้อนชื้น ความต้านทานรอยทางหอยทาก และการยึดเกาะที่แข็งแรงกับกระจกและแผ่นหลัง อย่างไรก็ตาม EVA ก็มีข้อจำกัด เช่น ประสิทธิภาพการกันความชื้นที่ค่อนข้างอ่อน การส่งผ่านไอน้ำที่สูงกว่า และความเสี่ยง PID ที่สูงกว่าภายใต้สภาวะการทำงานบางอย่าง

ฟิล์ม POE เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว มีการกันไอน้ำที่ดีกว่า ทนทานต่อสภาพอากาศได้ดีกว่า และความสามารถต้านทาน PID ที่เชื่อถือได้มากกว่า แต่ POE ก็มีปัญหาด้านการแปรรูปเช่นกัน: การยึดเกาะกับกระจกและแผ่นหลังมักจะอ่อนกว่า EVA ปฏิกิริยาการเชื่อมขวางช้ากว่า และในระหว่างการผลิตโมดูล ฟิล์มอาจลื่นหรือเคลื่อนที่ได้ง่ายกว่า ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพการผลิต

นี่คือเหตุผลที่ฟิล์ม EPE ถูกพัฒนา ผ่านกระบวนการอัดรีดร่วม POE จะถูกห่อหุ้มด้วยชั้น EVA ทำให้เกิดโครงสร้างแซนด์วิช EVA-POE-EVA การออกแบบนี้คงไว้ซึ่ง การกันความชื้นสูง ของ POE ช่วยปกป้องเซลล์แสงอาทิตย์จากไอน้ำ ในขณะที่ยังคงรักษา ความเข้ากันได้ในการเคลือบที่ดีและความสามารถในการแปรรูปที่ง่ายกว่า ของ EVA ในการผลิตปกติ EPE สามารถปรับปรุงทั้งความน่าเชื่อถือของโมดูลและผลผลิตในการผลิตเมื่อควบคุมวัสดุและกระบวนการเคลือบได้ดี

กลไกทางเทคนิค: ทำไม EPE อาจเกิดการหลุดลอกระหว่างการเคลือบ

แม้ว่า EPE จะรวมข้อดีของ EVA และ POE เข้าด้วยกัน แต่วัสดุทั้งสองชนิดมีพฤติกรรมไม่เหมือนกันทุกประการในระหว่างการเคลือบ เส้นโค้งการบ่ม ลักษณะการเชื่อมขวาง ความมีขั้ว ความสามารถในการดูดซับสารเติมแต่ง และพฤติกรรมการขยายตัวทางความร้อนแตกต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้อาจนำไปสู่การหลุดลอกระหว่างชั้นและการเกิดฟอง โดยเฉพาะบริเวณแถบประสานซึ่งความดันเฉพาะที่และความหนาที่แตกต่างกันชัดเจนกว่า

EVA และ POE มีความมีขั้วต่างกัน EVA เป็นวัสดุที่มีขั้ว ดังนั้นจึงเข้ากันได้ดีกับสารเติมแต่งหลายชนิด POE มีขั้วน้อยกว่า ดังนั้นความสามารถในการกักเก็บสารเติมแต่งที่มีขั้วจึงแตกต่างกัน เมื่อเวลาผ่านไปในการเก็บรักษา สารเติมแต่งภายในชั้น POE อาจค่อยๆ เคลื่อนไปยังชั้น EVA ซึ่งมีความมีขั้วสูงกว่าและความสามารถในการดูดซับดีกว่า

การเคลื่อนย้ายของสารเติมแต่งนี้เปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในและประสิทธิภาพของฟิล์ม EPE ส่งผลให้แรงยึดเหนี่ยวระหว่างชั้น POE และ EVA อาจลดลง ในกรณีรุนแรง ชั้น POE อาจถูกบีบอัด แยกออก หรือเกิดการหลุดลอกเฉพาะที่ระหว่างการเคลือบโมดูล นี่เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้อายุการเก็บรักษาของฟิล์ม EPE โดยทั่วไปสั้นกว่าฟิล์ม encapsulant แบบ EVA เดี่ยวหรือ POE เดี่ยว

การวิเคราะห์ทางเทคนิค: การเกิดฟองอากาศรูปเส้นตามแนวริบบิ้น

ฟองอากาศรูปเส้นที่ขยายจากริบบิ้นบัดกรีมักเกี่ยวข้องกับผลรวมของการเคลื่อนย้ายสารเติมแต่ง ความเร็วในการเชื่อมขวางที่ไม่สม่ำเสมอ และพฤติกรรมการขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันระหว่าง EVA และ POE

ในระหว่างการเคลือบ EVA จะเชื่อมขวางเร็วกว่า POE หากชั้น POE ไม่เชื่อมขวางทันเวลา ก๊าซที่เกิดจากการสลายตัวของเปอร์ออกไซด์อาจไม่ถูกระบายออกจนหมดก่อนที่จะใช้แรงดัน ก๊าซเหล่านี้อาจติดอยู่ภายในโมดูลและเกิดเป็นฟองอากาศ

สาเหตุทั่วไปอีกประการคือการบางลงเฉพาะที่ของฟิล์ม EPE ที่ตำแหน่งริบบิ้นและบัสบาร์ ชั้น POE ตรงกลางของ EPE อาจมีความหนาไม่สม่ำเสมอในทิศทาง TD เนื่องจากปัจจัยจากวัตถุดิบ นอกจากนี้ ในระหว่างการเคลือบ ความหนาที่ทับซ้อนกันของริบบิ้นและบัสบาร์จะเพิ่มแรงกดเฉพาะที่ ซึ่งอาจทำให้ EPE บางลงที่ตำแหน่งนั้น ทำให้เกิดจุดอ่อนที่อาจเกิดการขาดกาวหรือการสะสมของก๊าซได้ง่ายขึ้น

พูดง่ายๆ คือ บริเวณริบบิ้นได้รับแรงกดสูงกว่าในระหว่างการเคลือบ หากชั้น EVA เริ่มเชื่อมขวางแล้วในขณะที่ชั้น POE ใกล้ริบบิ้นยังอยู่ในสถานะไหล โครงสร้าง EPE อาจแยกตัวเฉพาะที่ สารห่อหุ้มที่เหลืออยู่ที่ตำแหน่งริบบิ้นอาจมีพฤติกรรมเหมือน POE มากกว่า โดยมีการเชื่อมขวางช้ากว่าและมีแนวโน้มการไหลสูงกว่า ภายใต้แรงกดในการเคลือบ สิ่งนี้สามารถสร้างฟองอากาศรูปเส้นที่มีสีหรือโปร่งใสกระจายออกจากริบบิ้น

อาการสำคัญของกระบวนการที่ควรสังเกต

• ฟองอากาศปรากฏตามแนวริบบิ้นบัดกรีเป็นหลัก ไม่ใช่กระจายแบบสุ่มทั่วทั้งโมดูล

• ข้อบกพร่องอาจมีลักษณะเป็นรอยอากาศเส้นบางๆ ที่ขยายออกจากบริเวณริบบิ้นหรือบัสบาร์

• ปัญหาอาจชัดเจนขึ้นเมื่อฟิล์ม EPE ถูกเก็บไว้นานขึ้น

• ข้อบกพร่องอาจเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิการเคลือบ เวลาสุญญากาศ จังหวะแรงดัน หรือระดับการบ่มไม่สอดคล้องกับสูตร EPE เฉพาะ

คำแนะนำในการควบคุมเชิงปฏิบัติสำหรับข้อบกพร่องในการเคลือบ EPE

สำหรับฟองอากาศที่เกิดจากพฤติกรรมโดยธรรมชาติของวัสดุ EPE encapsulant วิธีแก้ไขควรรวมการจัดการวัสดุและการปรับกระบวนการเคลือบให้เหมาะสม การปรับเพียงพารามิเตอร์เดียวโดยไม่ตรวจสอบสภาพการจัดเก็บฟิล์ม เส้นโค้งการเคลือบ และการกระจายแรงดันบริเวณริบบอนนั้นไม่เพียงพอ

1. ควบคุมระยะเวลาการจัดเก็บวัสดุ EPE

วางแผนการจัดซื้อและการผลิต EPE encapsulant อย่างรอบคอบ ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่กระทบต่อการผลิต ให้ลดระยะเวลาการเก็บฟิล์ม EPE ให้มากที่สุด การจัดเก็บที่สั้นลงช่วยลดการเคลื่อนตัวของสารเติมแต่งจากชั้น POE ไปยังชั้น EVA ทำให้พฤติกรรมการยึดติดระหว่างชั้นและการเชื่อมขวางคงที่มากขึ้น

2. เพิ่มอุณหภูมิการเคลือบในห้องแรกอย่างเหมาะสม

การเพิ่มอุณหภูมิการเคลือบในห้องแรกอย่างเหมาะสมสามารถเร่งการเชื่อมขวางของ POE ในฟิล์ม EPE ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่ EVA มีระดับการเชื่อมขวางค่อนข้างสูงแล้วในขณะที่ POE ยังหลอมเหลว การประสานเวลาการบ่มระหว่าง EVA และ POE ที่ดีขึ้นช่วยลดความเครียดระหว่างชั้นและป้องกันฟองอากาศรูปเส้นใกล้ตำแหน่งริบบอน

3. จับคู่เวลาในการดูดสุญญากาศ การกด และการบ่ม

หากใช้แรงดันเร็วเกินไปในขณะที่ชั้น POE ยังมีความเป็นของเหลวสูง ก๊าซอาจถูกกักหรือถูกดันไปตามบริเวณริบบอน สูตรการเคลือบที่ดีควรให้เวลาเพียงพอสำหรับการไล่อากาศและการทำให้วัสดุนิ่มก่อนที่จะใช้แรงดันเต็มที่ การตั้งค่าที่แน่นอนควรได้รับการยืนยันโดยการทดสอบระดับการเชื่อมขวาง การทดสอบแรงลอก และการตรวจสอบลักษณะหลังการเคลือบ

4. ตรวจสอบความสูงของริบบอนและบัสบาร์

เนื่องจากแรงดันเฉพาะที่สูงกว่าบริเวณริบบอนและบัสบาร์ ความหนาที่มากเกินไปอาจทำให้ EPE บางลงที่จุดเหล่านี้ ทีมผลิตควรตรวจสอบความเรียบของการบัดกรี การจัดแนวริบบอน การทับซ้อนของบัสบาร์ และความสม่ำเสมอของการวางซ้อน การลดความแตกต่างของความสูงเฉพาะที่สามารถลดความเสี่ยงของการเสียรูปของ encapsulant และการเกิดฟองอากาศ

5. ตรวจสอบคุณภาพ EPE ที่เข้ามา

สำหรับฟิล์ม EPE การตรวจสอบขาเข้าไม่ควรตรวจสอบเฉพาะลักษณะและความหนา แต่ควรเน้นที่ความสม่ำเสมอของความหนา อายุการเก็บรักษา สภาพการจัดเก็บ พฤติกรรมปริมาณเจล และประสิทธิภาพการยึดเกาะ หากเป็นไปได้ ควรทดลองเคลือบก่อนการผลิตจำนวนมากเมื่อเปลี่ยนซัพพลายเออร์ รุ่น หรือโครงสร้างโมดูล

บล็อกนี้ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ความผิดปกติในทางปฏิบัติในการผลิตโมดูล PV และเอกสารอ้างอิงต่อไปนี้:

1. ประสบการณ์ภาคสนามจากการวิเคราะห์ข้อบกพร่องผิดปกติระหว่างการผลิตโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์

2. Dow Chemical, Zhang Wenxin, "POE เสริมประสิทธิภาพโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง"

3. Southwest Securities, "การทำซ้ำแบบ N-Type, อุตสาหกรรม POE เปิดวงจรการเติบโตสูง"

4. การผลิตและเทคโนโลยีเคมี, "การวิจัยปฏิกิริยาการเชื่อมขวางของฟิล์มห่อหุ้มโพลีโอเลฟินสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์"

มุมมองของ Ooitech

ในฐานะผู้จัดหาอุปกรณ์ เรามองว่า: ฟองอากาศในแนวริบบิ้นที่เกี่ยวข้องกับ EPE ไม่ใช่แค่ปัญหาด้านวัสดุ แต่ยังเป็นปัญหาช่วงกระบวนการที่ขึ้นอยู่กับโปรไฟล์อุณหภูมิการเคลือบ ประสิทธิภาพสุญญากาศ จังหวะความดัน และความเรียบของการวาง สำหรับผู้ผลิตโมดูลที่ใช้เทคโนโลยีเซลล์ขั้นสูงและรูปแบบที่ใหญ่ขึ้น ความทนทานต่อการไหลของสารห่อหุ้มและความสูงของชั้นในพื้นที่จะลดลงมาก ดังนั้นการควบคุมอายุการเก็บวัสดุและการตรวจสอบสูตรการเคลือบควรได้รับการปฏิบัติเป็นส่วนหนึ่งของระบบคุณภาพเดียวกัน สายการผลิตแผงโซลาร์ที่เสถียรต้องการทั้งการเลือกสารห่อหุ้มที่ดีและการตรวจสอบกระบวนการที่มีวินัยก่อนการผลิตจำนวนมาก