Giới thiệu: Màng bao bọc EPE là gì?

Màng bao bọc EPE, còn được gọi là chất bao bọc POE đồng đùn, là vật liệu bao bọc quang điện được sản xuất bằng cách đồng đùn nhựa POE và nhựa EVA. Trong sản xuất mô-đun năng lượng mặt trời, nó chủ yếu được sử dụng để kết hợp sự tiện lợi trong xử lý của EVA với hiệu suất chống ẩm và chống PID của POE.

Màng EVA thông thường được sử dụng rộng rãi trong sản xuất mô-đun PV vì nó có hiệu suất chống PID tốt, độ truyền sáng cao, khả năng chống vàng do tia UV và ẩm nhiệt, khả năng chống vết ốc sên và độ bám dính mạnh với kính và tấm nền. Tuy nhiên, EVA cũng có những hạn chế, chẳng hạn như hiệu suất chống ẩm tương đối yếu, truyền hơi nước cao hơn và nguy cơ PID cao hơn trong một số điều kiện vận hành nhất định.

Màng POE, so sánh, có rào cản hơi nước tốt hơn, khả năng chống chịu thời tiết mạnh hơn và khả năng chống PID đáng tin cậy hơn. Nhưng POE cũng có những thách thức xử lý riêng: độ bám dính của nó với kính và tấm nền thường yếu hơn EVA, phản ứng liên kết ngang chậm hơn, và trong quá trình sản xuất mô-đun, màng có thể trượt hoặc dịch chuyển dễ dàng hơn, điều này có thể làm giảm hiệu quả sản xuất.

Đây là lý do tại sao màng EPE được phát triển. Thông qua quy trình đồng đùn, POE được bọc bởi các lớp EVA, tạo thành cấu trúc sandwich EVA-POE-EVA. Thiết kế này giữ được rào cản độ ẩm cao của POE, giúp bảo vệ tế bào quang điện khỏi hơi nước, đồng thời duy trì khả năng tương thích cán mỏng tốt và dễ xử lý hơn của EVA. Trong sản xuất thông thường, EPE có thể cải thiện cả độ tin cậy của module và hiệu suất chế tạo khi vật liệu và quy trình cán màng được kiểm soát tốt.

Cơ chế kỹ thuật: Tại sao EPE có thể bị tách lớp trong quá trình cán màng

Mặc dù EPE kết hợp ưu điểm của EVA và POE, hai vật liệu này không hoạt động hoàn toàn giống nhau trong quá trình cán màng. Đường cong đóng rắn, đặc tính liên kết ngang, độ phân cực, khả năng hấp thụ phụ gia và hành vi giãn nở nhiệt của chúng khác nhau. Những khác biệt này có thể dẫn đến tách lớp giữa các lớp và hình thành bọt khí, đặc biệt ở khu vực xung quanh dây hàn nơi áp suất cục bộ và biến thiên độ dày rõ rệt hơn.

EVA và POE có độ phân cực khác nhau. EVA là vật liệu phân cực, do đó có khả năng tương thích tốt với nhiều phụ gia. POE ít phân cực hơn, vì vậy khả năng giữ phụ gia phân cực của nó khác biệt. Theo thời gian lưu trữ, phụ gia bên trong lớp POE có thể dần di chuyển sang các lớp EVA, vốn có độ phân cực mạnh hơn và khả năng hấp thụ tốt hơn.

Sự di chuyển phụ gia này làm thay đổi cấu trúc bên trong và hiệu suất của màng EPE. Kết quả là lực liên kết giữa các lớp POE và EVA có thể giảm. Trong trường hợp nghiêm trọng, lớp POE có thể bị ép, tách rời hoặc tách lớp cục bộ trong quá trình cán màng module. Đây cũng là một lý do tại sao thời hạn sử dụng của màng EPE thường ngắn hơn so với màng EVA đơn hoặc POE đơn.

Phân tích kỹ thuật: Hình thành bọt khí dạng đường dọc theo ribbon

Các bọt khí dạng đường kéo dài từ ribbon hàn thường liên quan đến tác động kết hợp của sự di chuyển phụ gia, tốc độ liên kết ngang không đồng nhất và sự khác biệt về giãn nở nhiệt giữa EVA và POE.

Trong quá trình cán, EVA liên kết ngang nhanh hơn POE. Nếu lớp POE không liên kết ngang kịp thời, khí phản ứng sinh ra trong quá trình phân hủy peroxide có thể không được thoát hết trước khi áp suất được tác dụng. Các khí này có thể bị giữ lại bên trong module và tạo thành bọt khí.

Một nguyên nhân phổ biến khác là sự mỏng cục bộ của màng EPE tại vị trí ribbon và thanh cái. Lớp POE giữa của EPE có thể có độ dày không đồng đều theo hướng TD do yếu tố nguyên liệu thô. Ngoài ra, trong quá trình cán, độ dày chồng lên nhau của ribbon và thanh cái làm tăng áp suất cục bộ. Điều này có thể làm EPE mỏng hơn tại vị trí đó, tạo ra điểm yếu dễ bị thiếu chất kết dính hoặc tích tụ khí.

Nói một cách đơn giản, vùng ribbon chịu áp suất cao hơn trong quá trình cán. Nếu các lớp EVA đã bắt đầu liên kết ngang trong khi lớp POE gần ribbon vẫn ở trạng thái chảy, cấu trúc EPE có thể tách lớp cục bộ. Lớp bao bọc còn lại tại vị trí ribbon có thể hoạt động giống POE hơn, với liên kết ngang chậm hơn và xu hướng chảy cao hơn. Dưới áp suất cán, điều này có thể tạo ra các bọt khí dạng đường màu hoặc trong suốt lan ra từ ribbon.

Các triệu chứng quy trình chính cần theo dõi

• Bọt khí xuất hiện chủ yếu dọc theo đường ribbon hàn thay vì ngẫu nhiên trên toàn bộ module.

• Khuyết tật có thể trông giống như các vết khí dạng đường mảnh kéo dài ra từ vùng ribbon hoặc thanh cái.

• Vấn đề có thể trở nên rõ ràng hơn khi màng EPE được lưu trữ trong thời gian dài hơn.

• Khuyết tật có thể tăng lên khi nhiệt độ cán, thời gian hút chân không, thời điểm áp suất hoặc mức độ lưu hóa không phù hợp với công thức EPE cụ thể.

Các gợi ý kiểm soát thực tế cho khuyết tật cán EPE

Đối với bọt khí do tính chất vật liệu vốn có của chất bao bọc EPE, giải pháp nên kết hợp quản lý vật liệu và tối ưu hóa quy trình cán màng. Chỉ điều chỉnh một thông số mà không kiểm tra điều kiện bảo quản màng, đường cong cán màng và phân bố áp suất khu vực dây ribbon là không đủ.

1. Kiểm soát thời gian lưu kho vật liệu EPE

Lập kế hoạch mua sắm và sử dụng sản xuất chất bao bọc EPE một cách cẩn thận. Trong điều kiện không ảnh hưởng đến sản xuất, hãy giảm thiểu thời gian tồn kho của màng EPE càng nhiều càng tốt. Thời gian lưu kho ngắn hơn giúp giảm sự di chuyển của phụ gia từ lớp POE sang lớp EVA, giữ cho hành vi liên kết và liên kết chéo giữa các lớp ban đầu ổn định hơn.

2. Tăng nhiệt độ cán màng buồng thứ nhất một cách phù hợp

Việc tăng nhiệt độ cán màng buồng thứ nhất một cách phù hợp có thể đẩy nhanh quá trình liên kết chéo POE trong màng EPE. Điều này giúp tránh tình trạng EVA đã đạt mức độ liên kết chéo tương đối cao trong khi POE vẫn còn nóng chảy. Sự đồng bộ hóa tốt hơn giữa quá trình đóng rắn của EVA và POE có thể giảm ứng suất giữa các lớp và giúp ngăn ngừa bọt khí dạng đường gần vị trí ribbon.

3. Kết hợp thời gian hút chân không, áp suất và đóng rắn

Nếu áp suất được áp dụng quá sớm trong khi lớp POE vẫn còn có độ linh động cao, khí có thể bị giữ lại hoặc đẩy dọc theo khu vực ribbon. Một công thức cán màng được thiết kế tốt nên cho phép đủ thời gian để hút khí và làm mềm vật liệu trước khi áp dụng áp suất hoàn toàn. Cài đặt chính xác nên được xác minh bằng các thử nghiệm mức độ liên kết chéo, thử nghiệm độ bền bóc tách và kiểm tra ngoại quan sau khi cán màng.

4. Kiểm tra chiều cao chồng của ribbon và busbar

Vì áp suất cục bộ cao hơn xung quanh ribbon và busbar, độ dày chồng quá mức có thể làm cho EPE mỏng hơn tại các điểm này. Các đội sản xuất nên kiểm tra độ phẳng của mối hàn, căn chỉnh ribbon, chồng chéo busbar và tính nhất quán khi xếp lớp. Giảm chênh lệch chiều cao cục bộ có thể làm giảm nguy cơ biến dạng chất bao bọc cục bộ và hình thành bọt khí.

5. Xác minh chất lượng EPE đầu vào

Đối với màng EPE, kiểm tra đầu vào không chỉ nên kiểm tra ngoại quan và độ dày, mà còn tập trung vào độ đồng đều độ dày, thời hạn sử dụng, điều kiện bảo quản, hành vi hàm lượng gel và hiệu suất bám dính. Nếu có thể, nên thực hiện cán màng thử trước khi sản xuất hàng loạt khi thay đổi nhà cung cấp, lô hàng hoặc cấu trúc module.

Blog này dựa trên phân tích bất thường thực tế trong sản xuất module PV và các tài liệu tham khảo sau:

1. Kinh nghiệm thực tế từ phân tích khuyết tật bất thường trong quá trình sản xuất module quang điện

2. Dow Chemical, Zhang Wenxin, "POE Nâng Cao Hiệu Suất Mô-đun Quang Điện Cao Cấp"

3. Southwest Securities, "Lặp Lại Công Nghệ N-Type, Ngành POE Mở Ra Chu Kỳ Tăng Trưởng Cao"

4. Sản Xuất và Công Nghệ Hóa Chất, "Nghiên Cứu Phản Ứng Liên Kết Chéo Của Màng Bọc Polyolefin Cho Quang Điện"

Quan điểm của Ooitech

Là nhà cung cấp thiết bị, chúng tôi thấy rằng: Bọt khí trên dây ribbon liên quan đến EPE không chỉ là vấn đề vật liệu, mà còn là vấn đề về cửa sổ quy trình phụ thuộc vào hồ sơ nhiệt độ cán màng, hiệu suất chân không, thời điểm áp suất và độ phẳng khi xếp lớp. Đối với các nhà sản xuất mô-đun sử dụng công nghệ tế bào tiên tiến và định dạng lớn hơn, dung sai cho dòng chảy của chất bọc và chiều cao chồng cục bộ trở nên nhỏ hơn nhiều, do đó kiểm soát thời hạn sử dụng vật liệu và xác nhận công thức cán màng nên được coi là một phần của cùng một hệ thống chất lượng. Một dây chuyền sản xuất tấm pin mặt trời ổn định cần cả lựa chọn chất bọc tốt và xác nhận quy trình kỷ luật trước khi sản xuất hàng loạt.