겔 함량: 라미네이션 윈도우를 결정하는 숫자

빠른 답변: 겔 함량은 봉지재 중 용해되지 않는 부분의 비율이며, 가교 반응이 실제로 라미네이트 내부에서 진행되었는지를 확인하는 유일한 일상적 측정입니다. 일반적인 창은 EVA의 경우 80~95 %, EPE의 경우 70~95 %이며, 이 창의 양쪽 끝은 여유가 아니라 고장 모드입니다. 너무 낮으면 미반응 과산화물과 그 부산물이 모듈 내부에 밀봉된 채 남습니다. 너무 높으면 필름이 취성해져 고장이 계면으로 이동합니다. 두 가지 세부 사항이 이 숫자의 의미를 결정합니다. 시험은 자체 레시피로 라미네이션된 쿠폰에서 실행되므로 재료만큼이나 공정을 측정합니다. 그리고 국내 및 국제 추출 방법은 추출 시간이 달라, EPE 시장의 일부가 위치한 저경화 영역에서 결과를 합격선 너머로 이동시키기에 충분합니다.

공급업체 보고서에서 통과하고 자체 실험실에서 실패하는 겔 함량 결과는 보통 모순이 아닙니다. 그것은 하나의 합격선에 대해 판독된, 서로 다른 두 라미네이트에 대한 두 가지 다른 시험입니다.

숫자가 실제로 측정하는 것

라미네이션 전 봉지재는 선형 폴리머입니다. 라미네이터에서 배합의 과산화물이 라디칼로 분해되고, 그 라디칼이 인접 사슬에서 수소를 떼어내며, 사슬이 3차원 네트워크로 결합합니다. 그런 종류의 네트워크는 더 이상 용해되지 않습니다. 팽윤하며, 여전히 용해되는 부분은 용매로 들어갑니다.

겔 함량은 남아 있는 질량 분율입니다. 그 정의에는 합격 논쟁에서 잊히는 결과가 따릅니다. 숫자는 설명이 아니라 비율입니다. 90퍼센트는 필름의 10퍼센트가 여전히 선형이고, 여전히 온도에서 흐를 수 있으며, 여전히 이동할 수 있음을 의미합니다. 90을 나타내는 두 필름은 10퍼센트가 한쪽에서는 고르게 분포하고 다른 쪽에서는 표면에 집중되어 있으면 다르게 거동할 수 있습니다.

시험, 실제로 실행되는 방식

자일렌 추출 방법은 표준화되어 있으며, 그 단계 중 세 가지가 재료보다 답을 더 많이 결정하므로 짚어볼 가치가 있습니다.

두 장의 시트를 쌓고, 일반적으로 약 200 x 200 mm이며, 위아래에 이형 필름을 두어 경화된 필름을 나중에 벗겨낼 수 있게 합니다. 샌드위치는 생산 라인에서 사용된 레시피로 라미네이션되고, 일반 레시피가 아니며, 냉각됩니다. 경화된 필름을 제거하고, 3 x 3 mm보다 작은 과립으로 자르고, 0.5 g ± 0.05 g을 120 메시 스테인리스 스틸 백에 넣고 무게를 잽니다. 샘플당 세 개의 시편을 준비합니다.

백은 세척, 건조 및 빈 상태로 W1로 무게를 재고, 과립과 함께 W2로 무게를 재고, 밀봉하고, GB/T 29848의 절차에 따라 끓는 자일렌에서 추출합니다. 추출 후 백은 140 °C에서 항량이 될 때까지 건조하고, 데시케이터에서 30분간 냉각하고, W3로 무게를 잽니다. 겔 함량은 (W3 − W1) / (W2 − W1)이며, 백분율로 세 시편의 평균입니다.

• 쿠폰 레시피. 라인과 다른 온도나 체류 시간에서 경화된 쿠폰은 제품이 아니라 실험실에 대해 알려줍니다.
• 과립 크기. 거친 과립은 용매에 노출되는 표면이 적어 높게 판독됩니다.
• 항량이 될 때까지 건조. 잔류 용매는 질량을 더해 결과를 높입니다. 가장 범하기 쉽고 가장 알아차리기 어려운 오류인데, 숫자가 그럴듯해 보이기 때문입니다.

창의 양쪽 면, 그리고 각각이 만들어내는 고장

일반적으로 사용되는 합격 창은 EVA의 경우 80~95 %, EPE의 경우 70~95 %입니다. 표는 벽에 붙여둘 가치가 있는 부분인데, 두 고장 특성이 사람들이 보통 보는 곳에서 겹치기 때문입니다.

EVA 및 EPE의 겔 함량 창, 각 면의 고장 모드와 함께. 숫자는 롤이 아니라 자체 플래튼에서 경화된 쿠폰에서 나옵니다.

양쪽 끝 모두 박리를 일으키므로, 박리만으로는 창의 어느 쪽에서 벗어났는지 알 수 없습니다. 숫자가 필요하고, 필름에 무엇이 남아 있는지 알아야 합니다.

너무 낮음: 라미네이션 후에도 계속 작동하는 고장

낮은 겔 함량은 과산화물이 완전히 소비되지 않았음을 의미합니다. 그 일부는 기계적 문제로, 낮은 인장 강도와 내撕裂성으로 즉시 보이며, 당일에는 허용 가능하게 읽히고 이후 표류하는 접착력으로 나타납니다. 다른 부분은 화학적이며, 모듈에 비용을 초래하는 부분입니다.

잔류 가교제와 그 분해 부산물은 25년 동안 아무도 열지 않을 라미네이트 내부에 밀봉된 채 남습니다. 사용 온도에서 산성 종을 방출할 수 있으며, 그 종은 전도하는 재료, 즉 리본 표면과 은 그리드를 정확히 찾습니다. 결과는 명백한 결함이 아니라 느린 직렬 저항 상승으로 나타나므로, 잘못 경화된 배치는 최종 검사를 통과하고 습열에서 실패할 수 있습니다.

이것은 또한 라미네이터 탓으로 돌려지는 기포로 이어지는 경로 중 하나입니다. 경화가 불완전하면 필름은 사이클이 끝났다고 여겨진 후에도 계속 흐르고 휘발성 물질을 방출하며, 보이드는 필름이 가장 얇은 곳, 즉 리본 열을 따라 나타납니다. 모든 라미네이트 기포가 봉지재 결함은 아니지만, 충분히 많아서 경화 기록은 기포 맵 옆에 있어야 합니다.

너무 높음: 취성 및 계면에서 실패하는 접착력

과경화는 작업자들이 빠지기 쉬운 방향입니다. 더 많은 열과 더 긴 시간이 보험처럼 느껴지기 때문입니다. 그러나 메커니즘은 반대로 작용합니다. 더 치밀한 네트워크는 이완할 수 있는 능력이 적어져 인열 저항이 떨어지고 필름은 탄성을 잃은 얇은 고무 시트처럼 거동합니다. 접착력도 약해지는데, 필름 내부가 아니라 계면에서 약해지며, 이는 모듈 가장자리의 칩핑과 버스바 주변의 박리로 나타나는 고장 모드입니다. EPE에서는 동일한 과경화가 셀 리본을 따라 먼저 나타나는데, 여기서 선 모양 보이드 는 진공 사이클의 패턴이 아니라 접합부의 형상을 따라갑니다.

겔 함량 수치에는 전혀 나타나지 않는 두 번째 비용이 있습니다. 더 뻣뻣한 네트워크는 동일한 유지 시간 동안 덜 흐르므로, 리본 주변의 갭과 셀 가장자리의 단차를 채우는 것이 진공 시간과 압력 램프에 더 의존하게 됩니다. 경화와 흐름은 서로 상충되며, 둘 다 측정하지 않으면 이 상충은 보이지 않습니다.

경화와 흐름의 균형을 맞출 때, 우리는 진공 시간을 단계적으로 설정하고 챔버 압력 램프를 조정하여 가교가 폴리머 네트워크를 경직시키기 전에 필름이 리본 단차 주변을 채우도록 합니다.

공급업체 수치와 귀하의 수치가 불일치하는 이유

품질 파일의 보고서와 귀하의 실험실 쿠폰 사이에는 두 가지 차이가 있으며, 그중 하나만이 재료입니다.

첫 번째는 이미 다룬 쿠폰 레시피입니다. 두 번째는 방법입니다. GB/T 29848과 IEC 62788-1-6은 모두 추출로 경화도를 측정하며, 추출 시간에서 차이가 있습니다. 2024년 EPJ Photovoltaics에 발표된 연구는 두 방법을 비교하여 국가 표준 방법이 더 높게 측정되며, 그 차이는 낮은 경화도에서 가장 크다는 것을 발견했습니다. 이는 EPE 시장의 일부가 두 방법이 불일치하는 영역 안에 합격 기준선을 두고 있기 때문에 중요합니다. 필름은 동일한 경화도에서 한 표준에는 적합하고 다른 표준에는 부적합할 수 있으며, 어느 실험실도 틀리지 않습니다.

DSC는 다른 질문에 답합니다

그것은 다른 질문에 답합니다. DSC는 잔류 반응 발열량을 측정하는데, 이는 이미 존재하는 네트워크의 양이 아니라 아직 발생할 수 있는 가교의 양입니다. 빠르고, 밀리그램 단위만 필요하며, 공정을 아름답게 추세화합니다. 또한 겔 함량 규격과 비교할 수 없는데, 두 수치는 동일한 양이 아니기 때문입니다.

수치가 실제로 결정되는 곳

세 가지 레버는 필름 제조사에 속합니다: 레시피, 즉 가교 효율을 좌우하는 과산화물과 조제; 컴파운딩 및 액체 첨가제의 펠릿 흡수; 그리고 과산화물이 분해되기 시작하는 온도 이하로 유지해야 하는 압출, 그렇지 않으면 필름이 부분 경화된 상태로 도착합니다.

세 가지 레버는 모듈 라인에 속합니다: 실제 라미네이트 온도, 그 온도에서의 유지 시간, 그리고 플래튼 전체에 걸친 둘의 균일성. 이 중 균일성이 숨는 것입니다. 매니폴드 근처가 먼 가장자리보다 몇 도 더 뜨거운 플래튼은 하나의 모듈에서 두 가지 다른 겔 함량을 생성하며, 중간에서 채취한 쿠폰은 이를 평균화하여 합격으로 만듭니다.

플래튼 전체의 온도 변화를 제거하기 위해, 우리는 다중 구역 가열 회로를 구성하고 표면 균일성을 검증하여 라미네이트가 매니폴드에서 외곽 가장자리까지 동일한 열 유지 시간을 경험하도록 합니다.

중요한 온도는 설정값이 아니라 라미네이트입니다. EVA 윈도우 가 이를 확인하는 실용적인 방법입니다: 유리와 셀 평면에 열전대를 배치하고 동일한 조건에서 경화된 쿠폰의 겔 함량 시리즈와 비교하면 한 오후에 공정 윈도우를 얻을 수 있습니다. 공급업체에서 복사한 레시피 표는 다른 사람의 기계에서 우연히 작동하는 수치를 제공합니다. 진공이 어떻게 단계적으로 설정되는지를 포함한 사이클의 나머지 부분은 라미네이션 공정 자체에 설명되어 있습니다.

쿠폰이 곧 규격입니다

쿠폰 레시피와 방법을 명시하지 않고 80~95 %라고 말하는 규격은 강제할 수 없습니다. 양측 모두 정직하면서도 불일치할 수 있기 때문입니다. 세 가지를 명시하십시오: 플래튼 온도와 유지 시간을 포함한 쿠폰의 라미네이션 레시피; 사용된 표준과 추출 시간; 그리고 샘플링 위치, 풀 사이즈 모듈의 가장자리와 중앙은 동일한 라미네이트가 아니기 때문입니다.

네 번째로 명시할 가치가 있는 것은 평균이 아니라 분포입니다. 롤 폭 전체에 걸쳐 86~90 범위로 88 %를 보고하는 공급업체는 79~96 범위로 88 %를 보고하는 공급업체와 다릅니다. 합격 테스트는 둘 다 통과하더라도 말입니다.

라인에서 실패할 때, 이 순서로 확인하십시오

• 방법. 공정을 건드리기 전에 동일한 쿠폰을 두 번 재실행하십시오. 입자 크기와 건조 시간은 대부분의 조사가 가정하는 것보다 더 많은 불일치를 설명합니다.
• 라미네이트 온도. 플래튼 표면이 아니라 유리와 셀 평면에 열전대를 설치하고, 합격 쿠폰을 생성한 레시피와 비교하십시오.
• 균일성. 동일한 플래튼의 공급단과 배출단에서 동일한 사이클로 경화된 쿠폰.
• 진공과 유지 시간. 중앙에서는 경화가 양호하고 가장자리에서 낮다면, 문제는 화학이 아니라 불량한 진공 하의 열 전달인 경우가 대부분입니다.
• 레시피. 지금만. 과산화물 투입량, 조제, 그리고 가교제 마스터배치의 경과 시간과 보관 상태, 왜냐하면 과산화물은 보관 중에 활성을 잃고 3월에는 문제없던 로트가 9월에는 같은 로트가 아니기 때문이다.

사양서에 서명하기 전에 물어야 할 것

네 가지 질문이 사용 가능한 공급업체와 규격만 맞춘 공급업체를 구분한다. 이 수치는 어느 표준과 어느 추출 시간에서 나온 것인가. 어떤 쿠폰 배합이 사용되었는가. 롤 폭 방향과 길이 방향에 걸쳐 최소값과 최대값은 얼마인가, 평균이 아니라. 그리고 EPE의 경우, 적격성 샘플과 생산 롤 사이에 층 비율이 바뀌었는지, 왜냐하면 윈도우는 구조에 따라 움직이고 적격성은 시험된 구조에만 유효하기 때문이다. 그 마지막 요점은 모듈 표준에서의 자재명세서 변경 과 같은 논리이다: 증거는 브랜드가 아니라 구성에 붙는다.

이 숫자들의 출처

EVA의 경우 80~95 %, EPE의 경우 70~95 %라는 허용 윈도우, 양쪽의 고장 징후, 그리고 입자 크기, 메시, 온도 및 칭량 단계를 포함한 추출 절차는 이 글의 근거가 된 원문 기사에서 나온 것으로, 이는 봉지재 가교에 관한 중국 기술 노트이다. GB/T 29848과 IEC 62788-1-6의 비교는 같은 기사에서 나온 것이며, 2024년 EPJ Photovoltaics에 발표된 연구를 인용한 것이다; 우리는 그 연구를 재현하지 않았다. DSC 비교는 여기서 측정된 결과가 아니라 표준 실험실 지식이다.

플래튼 균일성, 쿠폰 위치 및 과산화물 보관에 관한 진술은 중합체 화학과 라미네이터의 거동 방식에 근거한 우리의 추론이며, 우리가 수행한 측정이 아니다. 우리는 이 글을 위해 쿠폰 시리즈를 제작하지 않았다. 고장 체크리스트의 순서를 검증된 절차가 아니라 한 교대조를 효율적으로 보내는 방법으로 취급하라.

Q: 90퍼센트는 좋은 결과인가?

그것은 두 윈도우 모두 안에 있으므로 통과한다. 그것이 좋은지 여부는 롤의 나머지 부분이 어디에 위치하는지와 여전히 용해되는 10퍼센트가 무엇을 하는지에 달려 있다. 88 주위의 좁은 분포가 90 주위의 넓은 분포보다 더 나은 공정이다.

Q: 완성된 모듈에서 겔 함량을 측정할 수 있는가?

추출로는 불가능하다, 왜냐하면 필름이 유리와 셀 사이에 접합되어 있기 때문이다. 모듈 수준 연구는 단면, 라미네이트에서 잘라낸 샘플에 대한 DSC, 또는 노화 후 접착 시험을 사용한다. 합격 판정에는 쿠폰이 실용적인 도구이다.

Q: EPE 윈도우가 EVA 윈도우보다 낮은 이유는 무엇인가?

구조가 세 층이고, POE 코어가 같은 온도에서 EVA 스킨보다 덜 쉽게 가교되기 때문이다. EVA가 위치하는 곳에 설정된 합격선은 완벽하게 좋은 EPE를 거부할 것이므로, 윈도우는 수지만이 아니라 구조에 맞게 아래쪽으로 넓혀진다.

Q: 겔 함량이 높을수록 PID 저항성이 더 좋은가?

아니다. PID는 이온 이동도와 셀에서 접지까지의 경로의 저항률을 따르며, 이는 대부분 재료와 수분 문제이고, 또한 시스템 전압을 따른다. 과가교는 그것을 개선하지 않으며 접착력과 가장자리 밀봉을 해칠 수 있다.

Q: 사양서에 어느 방법을 명시해야 하는가?

어느 쪽이든, 표준, 추출 시간 및 쿠폰 배합을 명시하고 두 실험실이 같은 것을 사용한다면 괜찮다. 피해야 할 고장 모드는 한 방법에 대한 공급업체 보고서와 다른 방법에 대한 입고 검사, 그리고 그 사이의 논쟁이다.

Q: 쿠폰을 몇 개 시험해야 하는가?

절차는 샘플당 세 개의 시편을 요구한다. 모듈 라인에 더 중요한 것은 어느 샘플인가이다: 각 롤 끝에서 하나씩, 중간에서 하나, 그리고 일상적으로 플래튼 가장자리에서 하나를 더하는 것이 한 롤의 중간에서 세 개를 하는 것보다 쿠폰을 더 잘 활용하는 것이다.

Q: 필름 평량이 윈도우를 바꾸는가?

그것은 같은 가교에 도달하는 데 필요한 체류 시간을 바꾼다. 가교는 필름 두께를 통한 시간에 대한 온도의 적분이므로, 같은 배합에서 더 무거운 필름은 더 낮은 겔 함량을 나타낸다. 400 g/m²에서 공급업체를 적격성 검사하고 500에서 구매한다면, 배합과 필름 쌍을 함께 재적격성 검사하라.

Q: 한 라인이 하나의 배합으로 EVA와 EPE를 돌린다면?

그렇다면 그중 적어도 하나는 윈도우 밖에서 돌아가고 있다. 두 구조는 같은 지점에 도달하기 위해 다른 체류 시간이나 다른 플래튼 온도가 필요하며, 이것이 혼합 캠페인이 가교 문제가 집중되는 곳인 이유이다.

최종 고찰

겔 함량은 비싼 질문에 답하는 저렴한 측정이다: 이 라미네이트 안에서 반응이 끝났는가. 그것은 쿠폰이 라인과 일치하고, 방법이 사양서와 일치하며, 더 많은 가교를 더 안전한 것으로 취급하는 대신 윈도우의 양쪽 가장자리를 모두 읽을 때에만 그 질문에 답한다. 그 수치는 재료에 대한 등급이 아니다. 그것은 그것을 생산한 사이클에 대한 진술이다.

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