Không phải mọi bong bóng trong tấm laminate đều là

Câu trả lời nhanh: Không phải mọi bọt khí trong một mô-đun đã được ép laminate đều đến từ lớp chất kết dính, và việc coi tất cả chúng là vấn đề vật liệu sẽ dẫn đến cách khắc phục sai. Một số bọt khí bắt nguồn từ hệ thống chân không: nếu buồng không hút chân không đủ nhanh hoặc bộ bơm không thể duy trì độ chân không cần thiết trong suốt chu trình, không khí vẫn bị giữ lại trong chồng lớp và xuất hiện dưới dạng lỗ rỗng sau khi liên kết ngang. Việc phân biệt này rất quan trọng vì hai nguyên nhân có cách khắc phục hoàn toàn khác nhau. Nguyên nhân do vật liệu chỉ ra độ ẩm của chất kết dính, điều kiện bảo quản hoặc cửa sổ liên kết ngang. Nguyên nhân do chân không chỉ ra công suất bơm, tình trạng đệm kín, tốc độ rò rỉ hoặc biên dạng hút chân không. Cấu hình bơm và cửa sổ nhiệt của EVA chính là yếu tố quyết định thời hạn loại bỏ không khí trước khi chất kết dính bắt đầu đông đặc.

Sản xuất mô-đun PV · bởi Jerry, Ooitech

Giới thiệu

Một số khuyết tật bong bóng bắt nguồn từ hệ thống chân không chứ không phải từ chất đóng gói; cấu hình bơm và thời hạn bơm được giải thích trong bơm chân không máy cán màng, cửa sổ EVA và cách bộ bơm được cấu hình.

Mỗi khi một bọt khí xuất hiện trong module năng lượng mặt trời, mọi người vội vàng đổ lỗi cho màng EVA/EPE. Không đơn giản như vậy.

Trong quá trình đóng gói module PV, bọt khí trong tấm laminate là lỗi chất lượng phổ biến nhất và dai dẳng nhất. Hầu hết mọi người trong ngành đều có niềm tin cố định rằng bọt khí trong tấm laminate đều do vấn đề chất lượng của EVA/EPE chất đóng gói gây ra. Điều đó không đúng. Lỗi vật liệu đóng gói chỉ là một trong nhiều nguyên nhân. Lỗi nguyên liệu thô, thiết bị ép laminate bất thường, lỗi thao tác của con người và môi trường xưởng mất kiểm soát đều có thể gây ra các loại bọt khí laminate khác nhau.

Bọt khí trông giống như một khuyết điểm ngoại quan bề mặt, nhưng chúng liên tục ảnh hưởng đến công suất đầu ra, độ ổn định lâu dài và tuổi thọ của module. Chúng là một trong những nguyên nhân ẩn cốt lõi đằng sau sự suy giảm ngoài trời, bong tróc và hỏng hóc. Bài blog này xem xét phân loại bọt khí, nguyên nhân gốc rễ và thiệt hại hiệu suất từ nhiều góc độ, mang đến cho bạn cơ sở chính xác để tối ưu hóa quy trình và truy xuất nguồn gốc khuyết điểm.

Các Loại Bọt Khí Laminate Module PV và Nguyên Nhân Của Chúng

Dựa trên hình dạng, phân bố và cơ chế hình thành bọt khí, bọt khí laminate thuộc hai loại cốt lõi.

Bọt Khí Tồn Dư

Những bọt khí này chủ yếu xuất hiện ở các khe cell, khoảng cách chuỗi, viền module và bốn góc. Chúng xuất hiện dưới dạng bọt khí nhỏ dày đặc, bọt khí hình dải hoặc bọt khí hình bông tuyết. Nguyên nhân cốt lõi là không khí giữa các lớp không được đẩy ra hoàn toàn trong quá trình cán màng và khử khí chân không không hoàn chỉnh. Chúng là bọt khí tồn dư vật lý, chủ yếu liên quan đến thông số thiết bị, quy trình vận hành và quy trình xếp lớp, với khuyết điểm vật liệu chỉ chiếm một phần rất nhỏ. Những bọt khí này ban đầu nhỏ, rất khó phát hiện và có thể vẫn đạt tiêu chuẩn chất lượng của mỗi nhà máy. Trong sản xuất hàng loạt chúng dễ bị bỏ qua, nhưng rủi ro mở rộng sau này rất cao.

Phân tích chi tiết:

• Lỗi hệ thống chân không: Hiệu suất bơm chân không suy giảm, đường ống chân không rò rỉ, mức chân không không đủ, thời gian hút khí quá ngắn hoặc tốc độ hút không đủ đều không thể đẩy hoàn toàn không khí giữa các lớp. Đây là nguyên nhân chính của bọt khí tồn dư.

• Mất cân bằng nhiệt độ và áp suất: Gia nhiệt quá nhanh hoặc làm nóng trước quá cao khiến bề mặt màng liên kết ngang và đóng rắn nhanh, giữ không khí và hơi ẩm bên trong giữa các lớp, tạo thành bọt khí bọc. Áp suất cán màng không đủ hoặc thời gian giữ quá ngắn khiến màng không chảy và thấm ướt hoàn toàn, nên các khoảng trống giữa các lớp không thể bị ép ra, gây ra bọt khí rỗng diện tích lớn. Nhiệt độ tấm gia nhiệt không đều, với chênh lệch nhiệt độ cục bộ lớn, khiến màng đóng rắn với tốc độ không nhất quán và gây ra bọt khí cục bộ.

• Lỗi linh kiện và cơ khí: Tấm silicone lão hóa, biến dạng, nhăn nheo với độ thoáng khí kém không thể tạo áp lực đều để đẩy không khí ra. Kích thước khung cán màng không khớp hoặc sai lệch chiều cao khiến các góc và viền liên kết kém. Bề mặt bàn không phẳng hoặc sai lệch độ chính xác truyền tải làm dịch chuyển chồng lớp đã xếp, tất cả đều dẫn đến khử khí kém và bọt khí viền đều đặn hoặc bọt khí bông tuyết ở góc.

Bọt Khí Thoát Khí

Những bọt khí này chủ yếu xuất hiện trên bề mặt cell, xung quanh ribbon và ở các khu vực cục bộ của module, chủ yếu là bọt khí lớn đơn lẻ hoặc bọt khí dày đặc cục bộ. Nguyên nhân cốt lõi là hơi ẩm bên trong vật liệu (màng, kính, ribbon, cell), chất bay hơi (chất trợ dung, v.v.) hoặc tạp chất tồn dư trong vật liệu phụ trợ. Trong quá trình cán màng nhiệt độ cao, hơi ẩm và tạp chất phân tử nhỏ bay hơi dưới nhiệt và khí không thể thoát ra, nên tích tụ thành bọt khí. Điều này chủ yếu liên quan đến chất lượng nguyên liệu thô, kiểm soát vật liệu phụ trợ và tiền xử lý vật liệu. Vì vậy cũng có nhiều nguyên nhân từ phía vật liệu — đừng chắc chắn rằng mỗi khi bọt khí xuất hiện là do màng. Phân tích chi tiết:

• Yếu tố chất đóng gói: Màng EVA/EPE khá hút ẩm và là tác nhân vật liệu phổ biến. Bảo quản chống ẩm kém, tiếp xúc với không khí quá lâu sau khi mở, hoặc màng đã cắt không được sử dụng kịp thời sẽ hấp thụ rất nhiều hơi ẩm từ không khí. Nếu độ liên kết ngang của màng không đạt chuẩn, công thức có nhiều tạp chất hoặc chất lượng lô không ổn định, nó sẽ giải phóng chất bay hơi phân tử nhỏ trong quá trình cán màng nhiệt độ cao. Một khi hơi ẩm và chất bay hơi bay hơi và không thể thoát ra kịp thời, chúng tạo thành bọt khí dày đặc đều đặn giữa các lớp. Độ dày màng không đều hoặc liên kết nhăn nheo cũng giữ không khí cục bộ và gián tiếp gây ra bọt khí.

• Yếu tố kính: Kính cường lực PV có thể mang vết bẩn, bụi hoặc dầu khó thấy, hoặc có thể không được sấy khô hoàn toàn sau khi làm sạch, để lại vết nước ở viền. Dưới nhiệt cán màng, hơi ẩm và dầu bay hơi và tạo thành bọt khí cục bộ tại giao diện kính-màng. Sai lệch độ phẳng của kính hoặc vát cạnh bất thường để lại liên kết lỏng sau khi xếp lớp, nên không khí ở viền không thể thoát ra và tạo thành bọt khí viền dai dẳng.

• Yếu tố ribbon và chất trợ dung: Đây là tác nhân gây bọt khí dễ bị bỏ qua. Bề mặt ribbon bị oxy hóa, lớp phủ không đều hoặc dầu tồn dư để lại khoảng trống tại giao diện ribbon-màng sau khi hàn. Chất trợ dung phun quá nhiều, hoặc chất trợ dung không bay hơi và khô hoàn toàn sau khi hàn, để lại cặn hữu cơ bay hơi nhanh dưới nhiệt cán màng, tạo thành bọt khí dạng dải hoặc chấm ở cả hai bên ribbon và xung quanh đường lưới cell. Đây là nguyên nhân cốt lõi của bọt khí ở khu vực ribbon.

• Yếu tố cell: Cell được làm sạch kém có thể mang cặn hóa chất, bụi và hạt từ các bước tạo nhám và khuếch tán. Cell được lưu trữ ẩm hoặc có ngưng tụ bề mặt sẽ thấy tạp chất phân hủy và hơi ẩm bay hơi dưới nhiệt cán màng, tạo thành bọt khí rải rác trên bề mặt cell. Vết nứt vi mô của cell hoặc hư hỏng bề mặt cũng để lại khoảng trống liên kết cục bộ và giữ không khí.

Ngoài Thiết Bị, Quy Trình và Vật Liệu: Người Vận Hành và Môi Trường

Ngoài thiết bị, quy trình và vật liệu, lỗi thao tác của con người và môi trường xưởng cũng có thể gây ra khuyết điểm bọt khí.

• Thao tác của con người không đúng chuẩn gây ra bọt khí ngẫu nhiên, không đều; lỗi lẻ tẻ trong một lô thường đến từ yếu tố con người. Trong quá trình xếp lớp, việc đặt lệch khi đặt thủ công kính, màng, tế bào và backsheet cùng với màng bị kéo giãn, nhăn hoặc lệch vị trí, tạo ra không khí bị giữ cục bộ. Dùng tay trần chạm vào bề mặt vật liệu để lại dấu vân tay, mồ hôi và dầu, bay hơi ở nhiệt độ cao thành bọt khí tại giao diện. Việc trải vật liệu phụ trợ hoặc sắp xếp ribbon không đều để lại các điểm gồ lên cục bộ và vùng treo, trở thành khoảng trống liên kết sau khi ép laminate. Người vận hành không tuân thủ nghiêm ngặt việc tiền xử lý vật liệu — đưa màng ẩm hoặc ribbon chưa khô thẳng vào sản xuất — cũng gây ra bọt khí.

• Môi trường xưởng mất kiểm soát dễ gây ra vấn đề bong bóng hàng loạt và là nguyên nhân chính gây dao động chất lượng sản xuất hàng loạt. Độ sạch kém với quá nhiều bụi và hạt trong không khí lắng trên vật liệu tạo thành lớp cách ly, gây thấm ướt màng kém và bong bóng vi mô. Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm thất bại — với độ ẩm cao — khiến tất cả vật liệu tiếp xúc hấp thụ ẩm nhanh, làm tăng mạnh tỷ lệ bong bóng do thoát khí. Luồng khí hỗn loạn và cửa gió thổi thẳng vào bàn làm việc gây ngưng tụ nhanh và bụi trên bề mặt vật liệu, trong khi dao động nhiệt độ lớn làm giảm độ chính xác xếp lớp và độ ổn định tiền xử lý màng. Thêm vào đó, bong bóng từ xác côn trùng — gián, muỗi, ruồi — cũng phổ biến, do 5S kém.

Thiệt hại không chỉ ở ngoại quan: Độ tin cậy và an toàn cũng bị ảnh hưởng

Bong bóng laminate ảnh hưởng không chỉ ngoại quan của module — chúng còn tác động đến độ tin cậy và an toàn.

Ngoại quan: Bị loại trực tiếp, giảm năng suất

Bong bóng phá vỡ vẻ ngoài phẳng, đồng đều của bề mặt module và tạo thành khuyết điểm thẩm mỹ có thể nhìn thấy. Chúng là lỗi cốt lõi trong kiểm tra đầu tiên. Theo tiêu chuẩn kiểm tra module PV, khi số lượng, kích thước hoặc vị trí bong bóng vượt quá quy cách, module bị đánh giá trực tiếp là lỗi ngoại quan và không thể xuất xưởng. Điều đó có nghĩa là tổn thất do phế phẩm và làm lại, đồng thời giảm năng suất và hiệu quả dây chuyền. Bong bóng không đều cũng làm truyền sáng bề mặt không đồng nhất, ảnh hưởng đến tính nhất quán sản phẩm và nhận thức thị trường.

Hiệu suất: Giảm công suất, suy giảm công suất nhanh hơn

Bong bóng thực chất là một khoang kín giữa các lớp, chứa không khí dư, độ ẩm hoặc khí thoát ra, và nó thay đổi cấu trúc quang học bên trong module. Một mặt, vùng bong bóng khúc xạ, phản xạ và tán xạ ánh sáng, làm giảm diện tích nhận sáng hiệu dụng của tế bào và giảm hiệu suất chuyển đổi quang điện — công suất ban đầu thấp. Mặt khác, ở vùng bong bóng, chất đóng gói không thể liên kết chặt với tế bào, kính và tấm nền sau, nên dẫn nhiệt giảm mạnh, nhiệt cục bộ tích tụ trong vận hành và tạo nguy cơ điểm nóng. Trong vận hành dài hạn, điểm nóng tiếp tục đốt tế bào, gây nứt vi mô và suy giảm nhanh, nên tổn thất công suất hàng năm vượt xa giá trị tiêu chuẩn và tuổi thọ phát điện hiệu dụng giảm nhiều.

Độ tin cậy: Hỏng đóng gói và nguy hiểm an toàn

Đây là thiệt hại cốt lõi và chết người nhất từ bong bóng laminate. Module nằm ngoài trời nhiều năm qua nóng, lạnh, mưa, tuyết, gió, cát và UV. Dao động nhiệt độ ngày đêm và theo mùa làm khí bên trong bong bóng giãn nở và co lại liên tục, không ngừng kéo giao diện giữa các lớp. Dưới ứng suất dài hạn, bong bóng nhỏ dần lớn lên và hợp nhất, cuối cùng gây tách lớp và bong tróc giữa màng và kính, tế bào và tấm nền sau. Khi đã tách lớp, niêm phong của module hoàn toàn thất bại, và hơi ẩm, ẩm ướt và môi trường ăn mòn liên tục thấm vào, dẫn đến oxy hóa dây dẫn, ăn mòn tế bào, suy giảm PID, nấm mốc và hóa đen. Trong trường hợp nghiêm trọng, nó gây giảm cách điện, rò điện hoặc ngắn mạch — các lỗi an toàn ảnh hưởng đến ổn định phát điện của nhà máy, làm tăng chi phí O&M, và mang lại rủi ro tai nạn an toàn cho nhà máy, làm giảm mạnh bảo hành tuổi thọ 25 năm.

Quan điểm của Ooitech

Bọt khí hiếm khi đến từ một nguyên nhân duy nhất, và đó chính là lý do tại sao coi chúng là "vấn đề vật liệu đóng gói" lại tốn thời gian đuổi theo sai lô màng. Từ các dây chuyền chúng tôi cung cấp, quy luật vẫn đúng: bọt khí tồn dư bắt nguồn từ chân không, áp suất và xếp lớp, trong khi bọt khí thoát khí bắt nguồn từ kiểm soát độ ẩm và chất trợ dung — vì vậy một công thức ổn định máy ép laminate cộng với tiền xử lý kỷ luật và 5S thường khắc phục được nhiều hơn so với việc thay màng. Nếu bạn muốn xem cách khử khí đúng cách, giữ áp suất và căn chỉnh xếp lớp diễn ra trên một dây chuyền sản xuất thực tế, các video hướng dẫn trên kênh YouTube của chúng tôi www.youtube.com/ooitech rất đáng xem. Hãy làm đúng quy trình trước, rồi màng mới được đánh giá công bằng.