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光伏材料的创新经历了十多年。今天，当我们帮助材料提高组件效率时，绝大多数光伏工程师不知道十年前光伏工程师经历了什么！有些人可能会说背板是高透明的/白色的EVA不都是组件BOM标准配置吗？组件良率99.9%不是标准工艺要求吗？在2019年光伏聚合物国际大会前夕，让我们听听无锡尚德副总工程师温建军先生十多年前为制造合格组件所做的各种努力。
01当年的EVA，多来自日本
众所周知，EVA热熔胶膜是包装晶体硅太阳能电池组件的重要材料之一。目前，国内各种性能优良、价格低廉的产品EVA该产品为制造高质量、低价格的太阳能电池组件提供了强有力的保证。福斯特、海优威、东方日升EVA胶膜领域占全球90%以上。但十多年前，情况并非如此。当时，中国只有个别制造商EVA大多数产品和组件生产在日本、欧洲和其他国外EVA胶膜。
你听说过三井、胜邦、普利司通、Sanvic、3M？2008年前，全球范围内EVA前三名的胶膜市场份额分别是美国胜邦(STR)、直到2009年，杭州福斯特才跻身日本三井化利斯通才跻身前三名，占全球80%以上。EVA胶膜市场份额。
美国胜邦STR截*2011年底，该公司拥有美国、西班牙和马来西亚三家工厂EVA胶膜产能达到1.5亿平方米。三井化工和普利司通都是日本的老巨头，不仅提供EVA还生产粒子 EVA胶膜。
为何进口产品中尤以日本的居多？原因之一是由于EVA在产品运输过程中要冷藏，有一定的保质期。日本距离近，海运周期短，相当于延长EVA胶膜的使用寿命和运输成本也相对较低。因此，在鼎盛时期，美国盛邦已经准备在常熟建厂(就在中来对面，腾晖隔壁)。
02当年的EVA，都让人头疼
然而，不仅是国内的，甚*是进口的EVA胶膜，也有很多让人头疼的问题，不同。
l 问题很多:主要问题有:收缩率大、耐老化性不足、易变黄、厚度不均匀、平整度差、杂质、清洁度提高、切割不准确、交联固化时间长、交联度不均匀、方法复杂等。
l 型号少:作为太阳能电池上下垫的保护EVA胶膜，无论是国产还是进口，当时每个厂家只有一种型号，品种单一，质量参差不齐。虽然进口总体上比国产好，但也有很多不足。
l 性能差异：不同厂家产品的性能差异给组件生产带来了很多麻烦。
l 进口产品价格高。
这些问题的存在，让EVA太阳能电池组件的快速发展很难满足制造需求。
03当年的EVA，经过十年的创新发展
当时确实困扰了组件生产线很久而在当时的确困扰了组件生产线很久
1） 改善EVA胶膜产品的收缩率与组件生产的精确层叠工艺方法
EVA胶膜加热后的收缩率相对较大，特别是在长度方向和宽度方向上，这给组件生产带来了很大的问题。首先是电池串的水平位移、电池的垂直位移和汇流条的位移。电池串的位移使串间距不同，严重时串甚*重叠。电池位移导致电池之间的连接条凸起，在组件背面形成鼓包，严重时导致电池碎片和鼓包刺穿背板。我记得有些企业为了使鼓包不那么明显，当组件刚从层压缩机还有余热时，用一块圆形压板来回压磨组件背面，或者用电熨斗压磨鼓包，尽量使鼓包内的连接条平整。难道你不知道这种压磨很容易导致电池开裂吗。汇流条的位移经常导致间距不同甚*短路，一些企业只是把汇流条放在电池背面，所以虽然汇流条的位移问题得到了解决，然而，材料和劳动力成本的增加也增加了电池开裂的风险和组件局部散热不良的风险。为了防止电池串、电池和汇流条的位移，工程师试图在电池背面铺设玻璃纤维，改善了位移，但增加了成本，有时由于玻璃纤维中的异物，也会影响生产线员工的健康。
EVA胶膜加热后收缩率高的另一个问题是需要增加EVA防止胶膜尺寸EVA缩到组件内部，导致组件边缘无EVA胶水的情况EVA胶膜和背板的尺寸应大于玻璃周围的几厘米。EVA胶膜不仅浪费了材料，还污染了层压机、传送带和部件本身。层压机和传送带的污染会污染后续部件并产生压痕。严重时，部件粘在层压机上盖或高温布上，脱落并断裂。每天有几个大袋子切割部件，不仅浪费了昂贵的价格EVA胶膜和TPT背板也污染了环境。组件本身粘在一起EVA胶水需要大量的人工清洗，当时除了手工焊接电池过程员工，整个组件生产线清洗组件员工*多，用酒精溶解，用艺术刀刮，用钢丝球摩擦，用无纺布擦，难以清洗，消耗大量的人力物力，有时员工会被切割，往往因为残留在组件上EVA胶水没有清洗干净，吸引了客户的投诉。来回搬运和翻转组件会导致电池开裂甚*破碎。几乎所有这些都是EVA胶膜收缩率过大造成的灾难。
大家知道，EVA胶膜生产有两种不同的工艺：压延法和流延法。一般来说，压延法生产的收缩率小于流延法，初始压延法生产基本EVA胶片。尽管如此，其收缩率仍然不稳定，远未达到预期值。后来，经过与国内外许多制造商的反复沟通、测试和努力，逐步实现了产品收缩率等指标能够满足组件生产的技术要求，有更多的选择，开始使用质优价廉的国产产品EVA胶膜逐渐取消了在电池背面铺设的玻璃纤维。
在此基础上，尚德也得到了改善EVA实施胶膜和背板的切割尺寸和铺设方法，有效避免层压过程中部件的污染，使层压部件不需要切割边缘，不需要去除玻璃和背板上的残留物EVA胶水降低了电池开裂的概率，降低了生产过程，节省了劳动力成本，提高了生产效率，同时节省了EVA胶膜、背板等相关耗材，延长了层压机胶皮的使用寿命，提高了组件的产品质量，降低了生产成本，取得了良好的效果和巨大的经济效益。为此，尚德于2009年9月8日申请了《太阳能电池组件及其分层方法》的发明专利。
2） 改善EVA胶膜黄变
EVA胶膜黄变影响组件的转换效率，严重影响组件的外观和使用寿命EVA胶膜产品的另一个主要缺陷。事实上，它是在20世纪80年代在中国生产的EVA产品了，黄变问题困扰了相当长的一段时间。当时即使是国外的进口EVA产品也有严重的黄变，有时在车间看到卷曲EVA胶膜呈淡黄色。有的在双85或紫外线照射等老化试验后呈黄色。EVA胶膜生产企业的努力，这种现象已经逐渐解决了产品黄变的问题。
3） 改进批量生产EVA胶膜的厚度一致性、平整度、清洁度和稳定性
众所周知，组件中的气泡是组件生产过程中常见的缺陷，现在偶尔会出现，但过去更严重。除玻璃等原材料、部件生产工艺和设备问题外，部件产生气泡的原因，EVA胶膜的厚度一致性、平整度、清洁度、异物等缺陷也是主要因素之一。在电池背面铺一层玻璃纤维也是当时解决气泡问题的方法之一。因EVA胶膜这些不良而引起的气泡问题已是凤毛麟角了。
4） 改善EVA胶膜交联固化时间长，交联度不均匀，方法复杂
早期的EVA胶膜为慢固化型，交联固化时间相对较长。国内外厂家一般采用二次固化工艺生产，即在压缩机中完成预压，然后放入烘箱中EVA胶膜交联固化。早期层压机加热板温度均匀性差，烘箱温度不均匀，组件内EVA胶层的交联固化影响很大，EVA不一致的胶层交联会严重影响组件产品的质量。提高组件生产效率，保证EVA胶层交联均匀，提高生产效率和组件产品质量。提高了生产效率和组件产品的质量。
测量组件内EVA胶层交联度是否均匀是组件产品质量的重要保证。二甲苯提取法是组件层压后EVA传统的胶层交联方法。该方法需要时间长，干扰因素多，反映生产线实际状态慢，操作复杂，不利于操作人员的健康，易燃，需要严格的保护措施。目前，大多数制造商仍在使用这种方法EVA胶层的交联度。实验室使用DSC(差示扫描量热法)替代二甲苯提取法，该技术应用不多。这项技术没有得到太多应用。
5） 晶体硅太阳能电池组件前后使用EVA材料的不同要求和标准
自从用EVA热熔胶膜自太阳能电池组件制造以来，长期以来，电池前后都使用相同的胶膜。这是为了防止EVA胶膜和背板在阳光特别是紫外线的作用下分解老化和黄变，因此需要在阳光下分解EVA在胶膜生产原料中加入抗紫外线剂，防止紫外线穿过EVA层照在背板上。尽管这在一定程度上保护了背板，但它阻止了大部分紫外线到达电池，使电池无法接收这部分能量，从而降低了组件的输出功率。近年来，电池的方块电阻越来越高，电池的短波响应越来越好，不能通过紫外线EVA层对组件输出功率的影响越来越大。因此，确保EVA在胶膜本身和背板不会因紫外线而老化变黄的前提下，电池正面可以通过紫外线和可见光的高渗透率EVA胶膜，电池背面是低紫外线透过甚*反射良好的白色EVA胶膜变得越来越必要。十多年前，尚德在国内外生产EVA胶膜合作厂家提出此建议，然而，外国制造商反应缓慢，拒绝长期改进。以福斯特为代表的国内制造商积极响应。经过不断探索和反复试验，2009年左右推出了高透过率F406型和低透过率的F806型EVA胶膜产品。近年来一切。EVA胶膜制造商，无论是国内还是国外制造商，无一例外都提供两种可靠的高透过率型和截止型EVA胶膜产品，同时，几乎所有的组件生产行业都在电池前后使用高透过率型和截止型EVA胶膜。当然，似乎很少有零部件制造商拒绝配合使用，这是可以理解的。
对于电池背面的白色反光型EVA福斯特也积极配合胶膜，在2010年提供样品，尽管背面仍有白色EVA在层压过程中，溢出到电池边缘，形成翻边等缺陷，但毕竟对制作白色双玻璃组件样品有很大帮助，取得了良好的效果，增强了对双玻璃组件的信心。后来，白色继续EVA2015年，福斯特正式推出了胶膜翻边等缺陷F806W型白色EVA胶膜。白色EVA胶膜不仅在双玻璃组件中，在常规组件的制造中也有很好的效果。图4和图5是2010年 8月，尚德制作的几份双玻璃组件老化检查报告显示，双85老化试验后，白色双玻璃组件的输出功率没有下降，但略有增加。
高透、截止、白EVA2011年11月11日申请的实用新型专利《太阳能电池双玻璃组件》和2012年9月在第12届光伏会议上发表的《太阳能电池组件使用前后》论文EVA阐述了材料的不同技术要求和标准讨论。
6） 晶体硅太阳能电池组件蜗牛和PID现象
晶体硅太阳能电池组件产生蜗牛和蜗牛PID蜗牛纹现象的主要原因是电池隐裂，PID现象*主要的原因是组件表面的高电压（P硅片电池为负高压，N型硅片的电池为正高压)，靠改进EVA胶膜的性能是不够的要从电池制造、热熔胶膜原料、组件结构、组件搬运安装、系统设计和保护等方面防止蜗牛纹PID现象的发生。尽管如此，在硅为王、电池为爷、材料为孙的时代，组件厂向材料供应商转移了巨大的压力，EVA胶膜供应商也不负众望。针对这两种现象，他们自己做了一些改进，配合电池的改进，也取得了很好的效果。2012年，通过改进EVA海优威率先推出了体积电阻，其他制造商在行业内推出了高抗性PID和蜗牛纹的EVA胶膜。
04当年的EVA技术创新，一路保护航光伏十年辉煌成就
通过以上对EVA胶膜不断进行改善的故事，使我们深深地体会到不间断的改善对提高组件产品质量和降低成本的重要性。对于太阳电池组件产品来说，一项可以被广泛应用的技术、工艺或材料一定要满足降造成本、提高转换效率、延长使用寿命和满足客户需求这几项要求，并使其达到和谐统一，也就是常说的性价比要高。这其中，延长使用寿命是保证组件产品质量的底线，所有改善后的结果，都必须满足组件产品户外使用大于25年且衰减小于20%这个*基本的条件，这样的例子太多了。仅举一例，*典型的就是双玻组件，为什么几乎所有生产双玻组件的厂家都有底气号称双玻组件保质期到30年，而不是常规组件的25年，为什么中国光伏行业协会2019年1月28日颁布3月1日起实施的《地面用双玻晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》标准中规定将各种环境试验后*大功率衰减幅度不大于3%，而不是常规组件的5%，这都是在基于严格的老化试验的基础上才制定出来的，而并不是人云亦云，听风是雨的随意之为。
无论是创新也好，还是改善也罢，都是要担风险的。而稳定的技术才是*关键的，我们需要在现有的条件下，把工作做得更缜密，更细致。一款产品在上市之前需要经过构思、研发、、试产、试用、、量产这些阶段，其中还有多次反复，只有当设想的产品通过制造并和客户达到**的契合，这时才能够给客户稳定地交付产品，以此来确保我们的组件产品能不断降造成本、提高转换效率、延长使用寿命和满足客户需求，为光伏发电平价上网多做贡献。
