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中国质量认证中心认证技术规范

CNCA/CTS0013-2013

光伏组件封装用乙烯光伏组件封装用乙烯--醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯共聚物(EVA EVA EVA)

)胶膜技术规范

Certification Criteria of Ethylene-vinyl A cetate C opolymer (EVA)F ilm for

Encapsulant Photovoltaic Photovoltaic((PV PV)

)Module

中国质量认证中心

发布

CQC3307-2013

目次

目次...................................................................................................................................................................I 前言.............................................................................................................................................................II 1范围. (1)

2规范性引用标准 (1)

3术语 (1)

4技术要求 (2)

4.1规格及偏差 (2)

4.2外观 (2)

4.3性能要求 (2)

5试验方法 (3)

5.1取样 (3)

5.2试样状态调整和试验环境 (3)

5.3规则及偏差 (3)

5.4外观 (4)

5.5性能要求 (4)

6检验规则 (12)

6.1检验分类 (12)

7包装、标志、运输和贮存 (12)

7.1包装 (12)

7.2标志 (12)

7.3运输 (12)

7.4贮存 (13)

前言

本规范按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。

光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜是光伏组件的关键封装材料,在光伏组件中起粘接作用,同时对光伏组件起着结构支持、电气绝缘、隔离外界有害物质等保护光伏电池的作用。由于目前我国尚无相关标准,企业缺乏统一的引导和规范,导致产品质量良莠不齐。为提高产品的制造工艺水平和材料质量,确保光伏组件的高效、可靠运行,特制定本规范。

本规范由中国质量认证中心提出并归口。

起草单位:中国质量认证中心、国家太阳能光伏产品质量监督检验中心、杭州福斯特光伏材料股份有限公司、3M中国有限公司、英大泰和财产保险股份有限公司、中怡保险经纪有限责任公司。

主要起草人:邢合萍、吴建国、朱晓岗、张道权、卢佳妍、王宁、林建华、周光大、潘锐。

光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜技术规范1范围

本规范适用于晶体硅光伏组件用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜(以下简称EVA胶膜)。

本规范规定了光伏组件封装用EVA胶膜的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和贮存。

本规范适用于晶体硅光伏组件用的EVA胶膜。用于其它类型光伏组件的EVA胶膜可参考本技术规范。

2规范性引用标准

下列文件中的条款通过在本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范;然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。

GB/T1040.3-2006塑料拉伸性能的测定第3部分:薄膜和薄片的试验条件

GB/T1408.1-2006绝缘材料电气强度试验方法第1部分:工频下试验

GB/T1410-2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法

GB/T2410-2008透明塑料透射比和雾度的测定

GB/T2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料

GB/T2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境

GB/T13542.2-2009电气绝缘用薄膜第2部分:试验方法

ASTM E313-2010仪器测量的颜色坐标的白色与黄色指数计算规程

IEC61215地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型

3术语

光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜

Ethylene-vinyl Acetate Copolymer(EVA)Film for Encapsulant Photovoltaic(PV)Module

以EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)树脂为主要原料,添加各种助剂,经熔融加工成型,用于光伏组件封装的胶膜。

4技术要求

4.1规格及偏差

单卷产品的规格及偏差应符合表1中的要求。

表1规格及偏差

序号项目规格极限偏差试验方法条款号1单位面积质量,g/m2标称值±5% 5.3.1

2宽度,mm200~20000~+5 5.3.2

3厚度,mm0.2~0.8±0.04 5.3.3

注:特殊规格可按合同规定执行。

4.2外观

胶膜表面应平整、无折痕、无污点、无可见杂质、无气泡、压花清晰。

4.3性能要求

固化后的产品的性能要求应符合表2中的要求。

表2性能要求

序号项目指标试验方法条款号

1光学性能紫外截止波长,

nm

标称值

5.5.1

透射比

(380nm-1100n

m),%

≥90.5

2交联度,%≥75.0 5.5.2 3拉伸强度,MPa≥18 5.5.3 4断裂伸长率,%≥450 5.5.4

5剥离强度EVA/玻璃的剥

离强度,N/cm

>60

5.5.5 EVA/背板的剥

离强度,N/cm

>50

6击穿电压强度,kV/mm≥28.0 5.5.6

7收缩率(固化前),%纵向MD<3.0

5.5.7横向TD<1.5

8体积电阻率,Ω·cm≥1.0×1014 5.5.8

9

紫外老化试验

(280nm~400nm,120kWh/m2)

透射比保持率≥99.5%

5.5.9

胶膜与玻璃的剥离强度>

40N/cm

黄变指数<2.0

10

湿热试验

(85℃/85%RH,1000h)

透射比保持率≥95%

5.5.10

胶膜与玻璃的剥离强度>

30N/cm

黄变指数<2.0

注:对EVA胶膜进行的紫外截止波长测试结果不作为符合本规范的判定项,仅为大家提供参考。

5试验方法

5.1取样

将供检验的EVA胶膜卷外层揭去3~5层后,取卷内中间缠绕平整的胶膜段作为胶膜测试试样。

5.2试样状态调整和试验环境

试样状态调整和试验环境,按GB/T2918-1998的规定,环境温度23℃±2℃,相对湿度50%±5%,将试样在该试验条件下水平静置24h以上,并在此条件下进行试验。

5.3规格及偏差

5.3.1单位面积质量

5.3.1.1仪器设备

精度为0.01g的分析天平,精度为1mm的钢尺。

5.3.1.2试验方法

准确裁取1m2的胶膜,称取单位面积质量。每个规格型号的样品至少制备三个试样,分别测量,均应符合要求。

5.3.2宽度

5.3.2.1仪器设备

精度为1mm的钢尺。

5.3.2.2试验方法

按GB/T13542.2-2009的规定,至少取五个不同区域进行测试,取平均值。

5.3.3厚度

5.3.3.1仪器设备

精度为0.01mm的测厚仪。

5.3.3.2试验方法

按GB/T13542.2-2009的规定,在幅度方向上至少测五个点,取平均值。

5.4外观

目测检查胶膜是否平整、无折痕、无污点、无可见杂质、无气泡、压花清晰。

5.5性能要求

5.5.1光学性能

5.5.1.1仪器设备

带积分球的分光光度计,积分球直径须大于90mm。

5.5.1.2试样制备

取一块尺寸为50mm×50mm的EVA胶膜,将其夹在两片干净光滑的不粘膜之间,叠合好后放入真空层压机内,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,然后取出放入干燥器中冷却至室温待用。制备三个以上试样。

5.5.1.3试验方法

a)紫外截止波长

将试样按GB/T2410-2008的分光光度计法进行测试。分光光度计的波长范围设置为280nm~380nm。紫外截止波长为直接透射比不大于10%时的最大波长。至少测试三个试样,测试结果取平均值。

b)380nm~1100nm波段透射比

将试样按GB/T2410-2008的分光光度计法进行测试。分光光度计的波长范围设置为380nm~1100nm。至少测试三个试样,测试结果取平均值。

5.5.2交联度

5.5.2.1二甲苯萃取法(仲裁法)

1)试验设备及试剂

a)烘箱:温度范围为常温~200℃、极限压力为10Pa的真空烘箱;

b)天平:精度为0.0001g的分析天平;

c)加热装置:电加热套或恒温油槽,要求热容量可以加沸二甲苯;

d)烧瓶:容量为500mL带24#磨口的三口圆底烧瓶;

e)冷凝管:带24#磨口的回流冷凝管;

f)干燥箱:容积为10L的常压干燥器;

g)不锈钢网袋:用120目不锈钢丝网制成顶端开口的尺寸为60mm×40mm的网袋;

i)试剂:二甲苯(分析纯)。

2)试样制备

称取0.5g±0.01g的按条款5.5.1.2处理后的EVA 胶膜,剪成3mm ×3mm 以下的小薄片。制备三份试样。

3)试验方法

a )将不锈钢丝网袋洗净,烘干,称重记为W 1;

b )将制好的试样放入不锈钢丝网袋中,做成试样包,称重记为W 2;

c )将试样包用铁丝封口后,作好标记,从三口烧瓶的侧口插入并用橡胶塞封住,烧瓶内加入1/2容积的二甲苯溶剂,使试样包浸没在溶剂中,在烧瓶中部套上回流冷凝管,加热至140℃左右,沸腾回流5h ,回流速度保持在20滴/min ~40滴/min ;

d )回流结束后,取出试样包,悬挂除去溶剂液滴;

e )放入真空烘箱内,温度控制在140℃,干燥3h ,完全除去溶剂;

f)将试样包从烘箱内取出,除去铁丝后,放在干燥器中冷却30min后取出,称重为W 3。

4)结果计算

按公式(1)计算交联度,取三份试样结果的算术平均值,结果保留小数点后一位小数。

(1)

式中:

C —交联度,%;

W 1—空袋质量,g ;

W 2—装有试样的袋质量,g ;

W 3—经溶剂萃取和干燥后的试样包质量,g 。

5.5.2.2差示扫描量热法(DSC 法)

1)仪器设备

3121100%C W W W W =×??

a)微量电子天平:精确到0.01mg,量程大于1g;

b)差示扫描量热仪:温度精确度为±0.05℃,量热精确度为±0.2%,测温灵敏度为10μW,测温重复性为±0.1%。升温速度为5℃/min~30℃/min,测温准确度为±0.1%,基线弯曲度和基线漂移小于10μW。

2)试验制备

a)将未处理的EVA胶膜和按条款5.5.1.2处理的EVA胶膜分别裁剪成7mg~10mg的试验样品(以下分别称为未固化样品和固化样品)。称量样品精确度在1%以内;制备三份试样。

b)将未固化样品和固化样品分别置于参比坩埚和样品坩埚中,在样品封装机上压制封装。

3)试验方法

a)打开差示扫描量热仪,设置参数。试验需在惰性气体(包括有氮气/氦气/氩气)保护下进行,气体流量20mL/min~50mL/min。起始温度为30℃,终止温度为250℃,升温速率为10℃/min;

b)将样品坩埚和参比坩埚分别放入炉内,关闭炉盖;

c)在操作软件界面输入样品质量,确认试验条件后,点击“开始”运行程序;

d)试验结束后取出炉内坩埚;

e)记录测试数据。

4)结果计算

根据公式(2)计算EVA 交联度,取三份试样的算术平均值,结果保留小数点后一位小数。

121100%H H G H ?=

× (2)

公式(2)中,G —交联度,%;

H 1—未交联EVA 胶膜的单位质量放热量,J/g ;

H 2—交联EVA 胶膜中残余未交联EVA 的单位质量放热量,J/g ;

5.5.3拉伸强度

5.5.3.1仪器设备

a )测厚仪;

b)拉力试验机(2级测力精度):拉力试验机应至少能在100mm/min±10mm/min、200mm/min±20mm/min和500mm/min±50mm/min的移动速度下进行操作。

5.5.3.2试样制备

按条款5.5.1.2处理的EVA胶膜,根据GB/T1040.3-2006规定的要求进行试样制备。

5.5.3.3试验方法

按GB/T1040.3-2006规定的方法进行检验。试验的试样至少5个,计算各自的拉伸强度值,并取平均值。

5.5.4断裂伸长率

5.5.4.1仪器设备

a)测厚仪;

b)拉力试验机(2级测力精度):拉力试验机应至少能在100mm/min±10mm/min、200mm/min ±20mm/min和500mm/min±50mm/min的移动速度下进行操作。

5.5.4.2试样制备

按条款5.5.1.2处理的EVA胶膜,根据GB/T1040.3-2006规定的要求进行试样制备。

5.5.4.3试验方法

按GB/T1040.3-2006规定的方法进行检验。试验的试样至少5个,计算各自的断裂伸长率值,并取平均值。

5.5.5剥离强度

5.5.5.1仪器设备及辅材

a)拉力试验机;

b)层压机;

c)超白压花玻璃:厚度为3.2mm,在380nm-1100nm波段上透射比为91.5%以上。

d)背板:采用TPE结构,EVA面为PE材质,表面应清洁平整、无褶皱划痕脱层气泡杂物等,水蒸气透过率应小于2.0g/(m2·24h)。

5.5.5.2试样制备

a)准备尺寸为300mm×300mm的未固化胶膜两块,3.2mm厚的尺寸为300mm×300mm的超白压花玻璃和尺寸为300mm×300mm的背板各一块;

b)按照玻璃/胶膜(两块)/背板的次序叠好,放入真空层压机内,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,层压后固化好的胶膜表面应无气泡。制备三个试样;

c)在宽度方向上每隔5mm 将背板/胶膜层切割成宽度为10mm±0.5mm 的试样,用于测背板与胶膜、玻璃与胶膜之间的剥离力。

5.5.5.3试验过程

按GB/T 2790-1995的试验方法,以100mm/min 的拉伸速度在拉力试验机上测量背板与胶膜、玻璃与胶膜之间的剥离力F 。

5.5.5.4试验结果

剥离强度按公式(3)计算,取3个试样的算术平均值,精确至0.1N/cm 。

…………………………………………………(3)式中:180o σ—180o 剥离强度,N/㎝;

F —剥离力,N ;

B —试样宽度,mm。

5.5.6击穿电压强度

5.5.

6.1仪器设备

a)耐压测试仪;

b)测厚仪。

5.5.

6.2试样制备

取尺寸为100mm ×100mm 的未固化胶膜两块,叠合好后夹在两片干净光滑的不粘膜之间,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,固化好的胶膜表面应无气泡。再将交联后的EVA 胶膜去边,剪下尺寸为10mm ×10mm 试样,并用测厚仪测得试样的平均厚度。制备5个试样。

5.5.

6.3试验步骤

按GB/T 1408.1-2006规定的要求进行试样击穿电压的测试,测试结果为取5个试样的中值。

5.5.7收缩率

5.5.7.1试样制备

取未固化胶膜一块,先沿纵向切割成长200mm ,然后沿横向按100mm 间隔切割成为200mm ×100mm 试样,并编号。制备3个试样。

1800.1

o F B σ=

×

5.5.7.2试验过程

先将高岭土床或高温布放入120℃的烘箱中,控制温度使其达到120℃,然后将试样平展放在高岭土床或高温布上,加热3min ,然后取出冷却至室温,测量距离最小处的长度(L ,mm )和宽度(B ,mm )。

5.5.7.3试验结果

收缩率按公式(4)和公式(5)计算,取3个试样的算术平均值,精确至0.1%。

纵向MD :…………………………………(4)横向TD :…………………………………(5)式中:

C ——收缩率,%;

L ——收缩后的长度,mm ;

B ——收缩后的宽度,mm 。

5.5.8体积电阻率

5.5.8.1仪器设备

高电阻测试仪。

5.5.8.2试样制备

取尺寸为100mm ×100mm 的未固化胶膜一块,将其夹在两片干净的不粘膜之间,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,固化好的胶膜表面应无气泡。制备三个试样。

5.5.8.3试验过程

按GB/T 1410-2006规定的要求进行试样体积电阻率的测试,测试结果为取3个试样的中值。

5.5.9紫外老化试验

5.5.9.1目的

用紫外加速老化试验来检验固化后的EVA 胶膜暴露在大气中耐大气老化的性能。

5.5.9.2仪器设备及辅材

1)紫外老化试验箱;

100100%100

TD B C ?=×200100%200

MD L C ?=×

2)层压机;

3)测色仪;

4)拉力机;

5)超白压花玻璃:厚度为3.2mm,在380nm-1100nm波段上透射比为91.5%以上;

d)背板:采用TPE结构,EVA面为PE材质,表面应清洁平整、无褶皱划痕脱层气泡杂物等,水蒸气透过率应小于2.0g/(m2·24h)。

5.5.9.3试验制备

取尺寸为300mm×300mm的EVA胶膜两块,叠合好后将其夹在尺寸均为300mm×300mm 的超白压花玻璃和背板之间,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,制得层压件试样。制备3个试样。

另取一块尺寸为50mm×50mm的EVA胶膜,将其夹在两片干净光滑的不粘膜之间,叠合好后放入真空层压机内,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,然后取出放入干燥器中冷却至室温待用。制备3个试样。

5.5.9.4试验过程

按IEC61215规定的要求进行紫外辐照老化测试。

1)将所有试样放入紫外老化试验箱内,试验条件:

a)试样表面温度60℃±5℃;

b)辐照强度:试样经受波长在280nm-400nm范围之间的紫外辐照量120kWh·m-2,其中波长为280nm-320nm之间的紫外辐照量为总辐照量的3%-10%;

c)辐照功率累积:按试样表面实际所受的辐照量进行累积,至少每30kWh/m2用辐照计进行紫外功率校准一次。

2)试验前后分别对层压件试样按ASTM E313-2010进行黄变指数测量,并按条款5.5.5的试验方法测量层压件中胶膜与玻璃之间的剥离强度,分别记录黄变指数、胶膜与玻璃之间剥离强度的前后变化差值。

同时测定本试验前后EVA胶膜试样的透射比,并计算其透射比保持率。

5.5.9.5试验结果

按公式(6)计算透射比保持率。

(6)

公式中:Tb —透射比保持率,%;

S 0—老化前试样透射比;

S —老化后试样透射比。

5.5.10湿热试验

5.5.10.1目的

测定固化后的胶膜在恒定湿热条件下的耐老化性能。

5.5.10.2仪器设备及辅材

1)湿热老化试验箱;

2)层压机;

3)测色仪;

4)拉力机;

5)超白压花玻璃:厚度为3.2mm ,在380nm-1100nm 波段上透射比为91.5%以上;

d)背板:采用TPE 结构,EVA 面为PE 材质,表面应清洁平整、无褶皱划痕脱层气泡杂物等,水蒸气透过率应小于2.0g/(m 2·24h)。

5.5.10.3试样制备

取尺寸为300mm ×300mm 的EVA 胶膜两块,叠合好后将其夹在尺寸均为300mm ×300mm 的超白压花玻璃和背板之间,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,制得层压件试样。制备3个层压件试样。

另取一块尺寸为50mm ×50mm 的EVA 胶膜,将其夹在两片干净光滑的不粘膜之间,叠合好后放入真空层压机内,按产品要求的固化温度和时间进行固化交联,然后取出放入干燥器中冷却至室温待用。制备3个试样。

5.5.10.4试验过程

1)按IEC 61215中的湿热老化试验方法进行湿热老化试验;

2)将所有试样放入恒定试验箱中,设定试验条件:温度85℃±2℃,相对湿度85%±5%;

3)湿热老化时间达到1000h 时,将试样取出;

0100%b S T S =

×

4)试验前后分别对层压件试样按ASTM E313-2010进行黄变指数测量,并按条款5.5.5的试验方法测量层压件试样中胶膜与玻璃之间的剥离强度,分别记录黄变指数、胶膜与玻璃之间剥离强度的前后变化差值。

同时测定试验前后EVA胶膜试样的透射比,并计算其透射比保持率。

6检验规则

6.1检验分类

6.1.1出厂检验

EVA胶膜出厂前应进行出厂检验,出厂检验项目包括外观、规格及偏差。

6.1.2型式检验

当有下列情况之一时,应进行型式检验:

a)新产品定型鉴定时;

b)产品的原材料、工艺配方等有较大改变,可能影响产品性能时;

c)产品停产1年以上重新生产或新机器生产时;

d)国家质量监督检验机构提出型式检验的要求时;

e)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。

7包装、标志、运输和贮存

7.1包装

7.1.1产品以卷为单位,每卷产品做防潮防尘包装

7.1.2每卷产品附有合格证,项目为:产品型号、规格、批号、生产日期

7.2标志

每箱产品出厂时应标明:产品名称、型号、规格、数量、批号、制造商名称、生产日期、产地、执行标准。

7.3运输

产品应避光、避热、避潮运输,避免摔打和露天堆放,不得使产品弯曲和包装破损。7.4贮存

7.4.1贮存地点

产品应当贮存在室内,温度控制在0℃~30℃范围内,相对湿度低于60%,避免直接光照。不要靠近加热设备和暴露在有灰尘的地方。

7.4.2贮存方法

a)在开箱之前,检查贮存产品的包装箱应原封不动;

b)一旦原包装箱被打开,产品应48h内使用完,未用部分用原包装或相似包装重新封好。

7.4.3贮存时间

产品自生产之日起,贮存期不超过六个月。

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