随着全球经济发展，快速的工业化和人口增长，使全球能源需求在过去几十年内发生了显著增加。目前，全球化石能源的储量不断减少，全球可再生能源的布局和使用正在迅速增长。太阳能是最丰富的陆地可再生能源，在对太阳能的利用方式中，光伏发电技术是目前发展最快的技术，光伏组件安装后可以可靠运行25~30年。

光伏组件

目前应用最为广泛的光伏组件是晶体硅光伏组件，典型的晶体硅光伏组件由许多相互连接的太阳能电池、高分子封装膜、玻璃面板以及背板等组成，结构如下图所示。这样的构造形式有利于增加光伏组件的强度，使太阳能电池和金属互联线免受外界恶劣环境的影响。

晶体硅组件结构

本文主要总结了近几年关于EVA光伏组件封装膜的研究进展，包括EVA的稳定性、失效机制、物理特性和改性研究，讨论醋酸乙烯酯(VA)含量及湿热条件下EVA材料的分解情况以及对光伏组件的影响；

其次对POE封装膜和TPO封装膜的相关研究及发展现状进行了调研，包括稳定性研究、物理特性等；

最后对EVA和POE或TPO的对比研究进行了总结分析，探讨EVA作为组件封装膜应用的局限性及聚烯烃材料作为光伏组件封装膜的优势。

EVA封装膜研究进展

乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)由于其机械和物理特性、易于加工以及良好的耐化学性和电阻性，被广泛用于热熔粘合剂和生物医学设备等。同时，EVA构成的共聚物封装膜因具有透光率高、抗紫外线辐射、与玻璃良好的附着力和相对耐候性等优点，成为晶体硅光伏组件首选的封装膜材料。

EVA树脂

EVA作为光伏封装膜应用时，VA的重量百分比在28%~33%之间，并与交联剂、偶联剂、紫外线(UV)吸收剂、光抗氧化剂和热抗氧化剂等添加剂混合。加工过程包括：先将混合后的原料通过挤出、流延压制后得到EVA封装膜；在后续光伏组件的生产中，在一定温度和压力的环境下，EVA膜在交联剂与偶联剂的作用下交联固化，形成三维网状结构，与面板、背板以及太阳能电池片发生粘结，改善组件机械性能的同时，也加强了玻璃的透光率。

图源：赞晨新材料

EVA作为光伏组件封装材料性能有优势，但近年来有研究表明，湿度、温度和紫外线辐射等环境因素会降低EVA的封装性能，EVA在热带气候条件下运行约15年后会发生严重变色和分层现象。EVA在湿热条件下分解，还有可能导致组件发生电位诱导衰减现象(PID)，这种现象会使光伏组件的效率在运营几年后迅速下降，严重降低组件的使用寿命。

UmangD等人制造了四种含有不同醋酸乙烯(VA)含量的EVA薄膜，并层压在两层背板之间，将层压后的背板放在相对湿度85%的环境中进行1000小时的湿热老化，老化结束后利用剥离测试评估样品与背板之间的粘合强度。通过测试发现，VA含量在24%的情况下，老化前后的粘合强度没有受到影响，VA含量在18%的样品，老化后粘合强度增加，VA含量在33%和40%的两种样品粘合强度有不同程度的下降。

进一步通过凝胶含量测量不同样品的交联度，并通过热重分析测量样品VA含量的变化，发现老化后粘合强度升高的样品，交联度和VA含量都有明显的上升趋势。

研究表明：VA含量为18%和24%的样品比VA含量为33%和40%的样品具有更高的耐老化性。这个研究对后续封装膜的配方设计有重要的指导意义。

常州大学丁盛等人研究了作为光伏组件的EVA胶膜的交联体系，对EVA胶膜的交联性能、粘结性能和透光性能进行了研究。他们发现：助交联剂可以延长交联剂中过氧化物自由基的寿命，随着助交联剂三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)的含量增加，交联度会升高，当交联剂质量分数0.5%，助交联剂0.6%时，交联效果最好、最经济。研究还发现，随着硅烷偶联剂的增加，剥离强度有显著提升，但当偶联剂含量达到0.25%后，由于硅烷偶联剂含量达到饱和，剥离强度不会进一步增加。

南京和润偶联剂

南京红宝丽新材料的祝丽娟等人也....