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EVA产生黄变的原因有哪些?怎样避免?


文章来源:http://www.asryq.com/news/707.html 发表时间:2021-01-26
相关标签:EVA黄变

EVA薄膜作为太阳能电池的包装材料,发黄是该薄膜大的缺点。EVA薄膜因光、热、氧的作用而发黄,透光率下降,导致太阳能电池效率降,是太阳能电池加工行业亟待解决的问题。许多研究机构对EVA老化和抗老化做了大量的大气老化和加速老化实验,研究了EVA发黄的机理。

 

发黄的原因

 

太阳能电池用EVA薄膜的变色受物理和化学因素的影响。

 

化学方面包括:(1)EVA配方;(2)具有引发紫外线功能的基团和(3)紫外线吸收剂的损失。(4)交联剂和交联条件;(5)层压过程中氧气扩散到EVA片中引起的光降解反应。

 

物理方面包括:(1)紫外线灯的强度;(2)玻璃上盖板对紫外线的过滤作用;(3)聚合物上盖板的气密性;(4)厚度4)EVA胶膜;(5)层压过程(可以是物理的或化学的);(6)零部件制造或使用过程中整体或局部温度过高。

 

根据这些影响因素,一些研究机构提出了选择合适的稳定剂、抗老化剂和交联剂的标准:(1)可以减少交联产生的紫外引发基团的产生;(2)在潮湿条件下不易水解;(3)能淬灭光氧反应中产生的自由基,更有效地引发降解反应;(4)动作时间较长;(5)快速交联,无气泡。

 

机械地说,EVA薄膜发黄主要来自以下几个方面:

 

1.EVA本身的光热降解和氧化

 

EVA包装膜在室外会被热氧降解。诺曼·艾伦等人研究了热氧老化。研究发现,EVA的降解主要包括两个步骤:一是乙酸的还原;另一种是主链氧化断裂。在氧气中降解速度比在氮气中快。

 EVA黄变原因

但加速老化实验表明,紫外光对EVA老化和泛黄的影响大(建议使用ASR模拟紫外光试验箱或者耐黄变老化试验箱进行模拟测试,保证质量),发现纯的乙烯-醋酸乙烯酯薄膜含有短的α -β不饱和羰基和杂质,这些杂质可以作为光敏剂。在120℃以下的层压过程中,EVA结构变化不大,但在140 ~ 150℃之间,EVA结构变化较大,产生新的紫外发色团。具体机理是在交联过程中,在原始的α-β不饱和羰基上生成了一个新的Uv引发剂基团,即多烯烃。这些多烯由一些不同长度的共轭物组成(C=C)。这种结构变化使发射峰红移。但是这些共轭C=C会吸收紫外光和可见光,导致EVA薄膜变色。

 

EVA颜色的变化降了可见光的透过率。通过结构分析,认为EVA发黄的原因是C=C共轭体系的形成和延伸。荧光光谱分析表明,光热降解过程中发射光谱发生红移,强度减弱,415cm-1附近的初始发射峰(对应固化生成的发色团)逐渐消失,说明EVA光热降解过程中由于光化学降解,紫外吸收剂被猝灭。

 

:反应终生成发色团共轭碳碳双键-(C=C)y-和0c——B- B-不饱和羰基-(C = C) Y-C = O,y=l-5时薄膜无色。当y > 3-6时,薄膜为淡黄色,当y>6-13时,薄膜为棕黄色。在这些反应中,释放出醋酸或乙醛,醋酸可以促使EVA变黄。

 

.残留交联剂与抗老化剂的反应

 

结果表明,过量的交联剂在光的作用下降解产生活性自由基,可与紫外线吸收剂UV 531和抗老化剂Naugard结合使用。国内研究者对EVA薄膜紫外老化前后红外光谱的分析结果与此观点一致。EVA薄膜紫外老化前后红外光谱的盐线变化不大,没有形成羰基C=0,醋酸酯基团含量也没有减少,说明EVA薄膜发黄的原因不是聚醋酸乙烯酯的降解,很可能是过氧化物交联剂与防老剂反应生成发色团。可以看出,通过选择合适的交联剂和抗老化剂,可以进一步提高胶膜的耐老化性能。

 

预防措施

1.仔细选择EVA制造商(有很必要要求对方使用模拟环境检测仪器,如紫外光试验箱或者耐黄变老化试验箱进行模拟测试,。

2.调整合适的层压工艺参数。

3.选择散热设计和密封设计的接线盒。

4.将未使用的EVA置于阴凉处,恒温保存。

 

增白和变黄

变黄的机理已经在上面讨论过,不再详细描述。

部分组件层压后,EVA变白。目前业界没有共识。原因如下:

1. 增白现象是否是添加剂在EVA中的沉淀。

2. EVA本身吸水

3. EVA与玻璃粘接面渗水

4.EVA的成分和工艺的偏差导致EVA成分混合不均匀。


EVA黄变原因


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