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T/CP IA 0151.2—2025
光伏组件焊带固定材料 第 2 部分:胶粘剂
Ribbon fixed material for PV modules Part 2: Adhesives
2025 - 11 - 15 发布 2025 - 11 - 15 实施
中国光伏行业协会 发 布
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是T/CPIA 0151《光伏组件焊带固定材料》的第2部分。T/CPIA 0151已经发布了以下部分: ——第1部分:载体膜;
——第2部分:胶粘剂。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口。
本文件起草单位:通威太阳能(合肥)有限公司、通威太阳能(成都)有限公司、国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、上海德朗聚新材料有限公司、正泰新能科技股份有限公司、烟台德邦科技股份有限公司、上海纳科秀新材料有限公司、阿特斯阳光电力集团股份有限公司、天合光能股份有限公司、常州斯威克光伏新材料有限公司、北京天山新材料技术有限公司、东方日升新能源股份有限公司、苏州瑞力博新材科技有限公司、杭州福斯特应用材料股份有限公司、江苏荷雨科技股份有限公司、深圳市晨日科技股份有限公司、晶澳(扬州)太阳能科技有限公司、苏州宇邦新型材料股份有限公司、上海回天新材料有限公司。
本文件主要起草人:程永梦、郭钇伟、闫灯周、黄文浩、方雷、何晨旭、李清、刘旭、郭素琴、石燕军、沈慧、刘平磊、章天瑜、孙玉海、吴倩、周平、张志刚、李会玲、曹蕾、徐玲。
引 言
光伏组件焊带固定材料,可用于金属焊带与电池片的固定连接,尤其适用于无PAD点电池片的互联工艺; 目前行业使用的主要有两种焊带固定材料:载体膜和胶粘剂。其中,载体膜可在不超过120℃条件下将焊带和电池片预先粘接固定,焊带与电池片的进一步合金化在光伏组件层压过程中完成;胶粘剂在常温下将焊带和电池片预先粘接固定,焊带与电池片的进一步合金化,通过焊接或者在组件层压过程中完成,或者焊带与电池片先通过焊接固定,胶粘剂再进一步对两者进行粘接固定。由于两种焊带固定材料的成份、性能、实施工艺等差异明显,需对其分别进行规定,因此编制T/CPIA 0151《光伏组件焊带固定材料》。
T/CPIA 0151拟由两部分构成:
——第1部分:载体膜, 目的在于规范光伏组件焊带固定材料用载体膜的性能及可靠性要求。
——第2部分:胶粘剂, 目的在于规范光伏组件焊带固定材料用胶粘剂的性能及可靠性要求。
光伏组件焊带固定材料 第 2 部分:胶粘剂
1 范围
本文件规定了光伏组件用焊带固定材料用胶粘剂的术语和定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和贮存。
本文件适用于光伏组件用焊带固定材料用胶粘剂,主要包含热固化型胶粘剂和光固化型胶粘剂。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1040.2—2022 塑料拉伸性能的测定 第 2 部分:模塑和挤塑塑料的测试条件
GB/T 2410—2008 透明塑料透光率和雾度的测定标准
GB/T 2411—2008 塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度(邵氏硬度)
GB/T 2790—1995 胶粘剂 180 °剥离强度试验方法、挠性材料对刚性材料
GB/T 2794—2022 胶粘剂黏度的测定
GB/T 2828.1—2012 计数抽样检验程序
GB/T 2943 胶粘剂术语
GB/T 13477.2—2018 建筑密封剂试验方法 第 2 部分:密度的测定
GB/T 39294—2020 胶粘剂变色(黄变)性能的测定
GB/T 41203—2021 光伏组件封装材料加速老化试验方法
JJF 1011 力值与硬度计算术语及定义
IEC 61215-2: 2021 地面用光伏组件 设计鉴定和定型 第 2 部分: 试验程序[Terrestrial photovoltaic (PV) modules—Design qualification and type approval—Part 2: Test procedures]
3 术语和定义
GB/T 2943、JJF 1011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
胶粘剂 adhesive
由有机树脂,有机及无机助剂等组成的一种适应于点胶、印刷的浆状物或膏状物。胶粘剂能在一定
条件下(温度、湿度或射线照射)固化与被粘物附着形成功能相,具备粘接性能。
3.2
热固化型胶粘剂 thermo-curing adhesive
在一定温度条件下,胶粘剂中的固化剂与树脂基体发生化学反应,从而形成交联结构而固化的胶粘剂。
3.3
光固化型胶粘剂 light-curing adhesive
在紫外线(UV)或可见光等光能的作用下,胶粘剂中的低聚物、单体和光引发剂发生化学反应,从而实现快速固化的胶粘剂。
3.4
可操作时间 working life
胶粘剂在常温条件下,检测放置一段时间后粘度数值与初始粘度数值的比值,计算所对应的时间,记录为可操作时间。
4 要求
4.1 外观要求
胶粘剂产品应均匀细腻的透明膏状物或粘稠液体,无气泡、无结块、无凝胶、无结皮、无杂质,无块状析出物等。
4.2 性能要求
表 1 性能要求
5 试验方法
5.1 试验条件
试验环境温度23℃±2℃, 相对湿度(50±5)%。
5.2 试样准备
热固性胶粘剂试验样品以原包装状态在标准试验条件下放置0.5h~1h回温至待加工工艺状态,12h内完成基础性能、光学性能、机械性能的测定及老化样品制作。
光固化型胶粘剂试验样品在标准试验条件下恒温24h至常温状态。
5.3 外观检查
将按照 5.2 准备完成的胶粘剂试样挤出 5g 样品放置在不粘膜上,水平放置在工作台上,观察者在不低于 1000lux 的照度下,目测检查,要求观察者视力正常或矫正视力 0.8 及以上,观察者眼睛距离观察试样不超过 300mm,进行目测。
5.4 性能检测
5.4.1 密度
采用符合GB/T 13477.2—2018规定的金属环或金属模框,在金属环或金属模框中填充胶粘剂制成试件,填充前后分别称量金属环或金属模框以及试件在空气中和在试验液体中的质量,计算胶粘剂的密度,试验结果取3次样本的算术平均值。
标准实验室环境下,用金属环或金属模框测量密度,金属环或金属模框尺寸为:内径30mm± 1.0mm,高10mm± 1.0mm。
5.4.2 黏度
采用符合GB/T 2794—2022规定的锥板旋转黏度计,根据胶粘剂黏度和触变特性选择转子,转子型号可选取51#、52#,转速5rpm(其他仪器设备检测黏度时,需标明转子型号及转速);取适量待测样品放在平板中间,确保转子和平板之间充满样品,测试温度在23℃±0.5℃ , 持续测试至连续2次测试样品读数相差<3%,试验结果取样品的算术平均值。
5.4.3 触变指数
采用符合GB/T 2794—2022规定的锥板旋转黏度计,根据胶粘剂黏度和触变特性选择转子,转子型号可选取51#、52#,再测试高转速和低转速的黏度,其中高转速和低转速比值为10: 1(宜采用50rpm和5rpm、或者5rpm和0.5rpm,其他选择需注明转速);取适量待测样品放在平板中间,确保转子和平板之间充满样品,测试温度在23℃±0.5℃ , 每种转速下持续测试至连续2次测试样品读数相差<3%,试验结果取样品的算术平均值。触变指数按公式(1)计算:
式中:
TI ——触变指数
Viscosity@ηrpm ——低转速下的黏度值,单位为毫帕秒(mPa · s);
Viscosity@10ηrpm ——10倍转速下的黏度值,单位为毫帕秒(mPa · s)。
5.4.4 可操作时间
采用符合GB/T 2794—2022规定的锥板旋转黏度计,根据6.3.3要求,测试胶粘剂初始及常温放置一段时间后的粘度,计算放置一段时间后粘度数值与初始粘度数值的比值,当粘度比值为2:1时所对应的时间,记录为可操作时间。
5.4.5 透光率
5.4.5.1 仪器设备
分光光度计:带积分球,积分球直径应大于90mm。
5.4.5.2 试样制备
透光率试样按照如下要求制备:
a) 用刮板将胶粘剂通过厚度为 0.2mm±0.01mm 的工装印刷在不粘膜上,要求不粘膜固化过程中不与胶粘剂反应,能耐受 200℃以上高温,宜使用表面未经处理的 ETFE 膜,厚度范围 50 μm~125 μm;
b) 热固化型胶粘剂样品宜在 150℃热板上达到完全固化(固化时间宜为 15 分钟),光固化型胶粘剂样品宜在 365nm 紫外荧光灯下照射 3J/cm2(不同波长下照射时间不同)固化成片材试样;固化完成的试样上下表面平整、厚度均匀,无气泡,其中每组试样不少于 3 个。
注:其他透光率设备测试数据时,需标明积分球的直径。
5.4.5.3 试验步骤
将试样按 GB/T 2410—2008 规定的分光光度计法进行测试。分光光度计的波长范围设置为
300 nm~1100 nm。计算波段范围为 380 nm~1100 nm 的透光率的算术平均值。每组至少三个试样,测试结果取算术平均值。
5.4.6 硬度
5.4.6.1 仪器设备
检测设备需满足以下要求:
a) 邵氏硬度计 A:测试范围 0HA~100HA;
b) 邵氏硬度计 D:测试范围 0HD~100HD。
5.4.6.2 试验步骤
按照 GB/T 2411—2008 规定,取适量样品固化成 0.2mm 厚度的片材,并多层堆叠形成总厚度超过6mm 的圆饼状试样。热固化型胶粘剂宜在 150℃下固化 15 分钟,光固化型胶粘剂在 365nm 紫外荧光灯下照射 3J/cm2(胶粘剂试样厚度 2mm,由 0.2mm 厚度片材多层堆叠而成);采用邵氏硬度计测量,结果取三个试样的算术平均值。
5.4.7 拉伸强度
5.4.7.1 仪器设备
万能材料试验机;试验机的拉伸负荷和伸长率的精度相对误差不大于1%。
5.4.7.2 试验步骤
按照GB/T 1040.2—2022的规定,试验过程如下:
a) 将胶粘剂制备成厚度 2mm±0.1mm,无气泡的完全固化的胶粘剂试样;
b) 将试样夹在试验机的夹具上,确保试样夹持力适当,防止试样滑动或旋转;
c) 施加拉伸载荷,记录拉伸力和试样伸长量;
d) 对胶粘剂试样进行观察和记录,包括断裂模式和贯通现象等;
e) 通过拉伸力和试样的伸长量计算应力和应变;
f) 根据拉伸试验的结果,计算拉伸强度,取三个试样的算术平均值。
5.4.8 180 °剥离力
5.4.8.1 仪器设备
仪器设备如下:
a) 拉力测试仪:试验机的拉伸负荷和伸长率的精度相对误差不大于 1%;
b) 印刷机:印刷精度±0.1mm;
c) 热烘箱:温度范围 0℃~200℃;
d) UV 灯:365nm 光源。
5.4.8.2 试验步骤
按照 GB/T 2790—1995 的规定试验过程如下:
a) 将胶粘剂(热固化型&光固化型)通过网板印刷在带有透明氧化薄膜或者氮化硅薄膜的硅片基材上,网板符合双方协议要求的设计尺寸;
b) 取一定长度的圆丝焊带(直径 0.2mm~0.3mm)放置在胶点位置上;
c) 热固化型胶粘剂的样品放置在烘箱中,胶粘剂完全固化(宜在 150℃固化 15 分钟);光固化型胶粘剂的样品在 365nm 紫外荧光灯下照射 3J/cm2 ,形成试验样品;
d) 按照 GB/T 2790—1995 试验方法, 以 100mm/min±10mm/min 的拉伸速度在拉力机上测试胶粘剂与基材(含焊带)之间的剥离力,结果取三次试样的算术平均值。
注:步骤a)和步骤b)的操作顺序可根据胶粘剂的工艺应用情况进行调换。
5.5 耐紫外老化性能
5.5.1 目的
检测胶粘剂在模拟紫外加速老化试验下的耐老化性能。
5.5.2 仪器设备
仪器设备如下:
a) 紫外试验箱:各光源、紫外辐照计、温度传感器等符合 IEC 61215-2:2021 中的要求;
b) 测色仪;
c) 分光光度计;
d) 万能材料试验机。
5.5.3 辅材
辅材按以下要求:
a) 超白压花钢化玻璃:表面应清洁平整,无污染,厚度为 2.0 mm,在 380 nm~1100 nm 波段透射比不低于 91.5%,290 nm~380 nm 波段透射比不低于 75%;
b) 阻水胶带材料,要求透水率≤0.1g/m2 ·24h;
c) 其它辅材,与光伏组件实际所用的封装一致。
5.5.4 试样制备
按如下要求进行试样制备:
a) 将“前层玻璃-前层封装胶膜-不粘膜-后层封装胶膜-后层玻璃 ”从上到下叠放后放入真空层压机内,按产品要求的温度、时间、压力等参数进行层压,示意图参见图 1;
b) 将层压后的样品分成前玻与胶膜结合成一体的样品 1、后玻与胶膜结合成一体的样品 2;
c) 将“样品 1-不粘膜-胶粘剂试样-不粘膜-样品 2 ”从上到下按顺序叠放封装成双玻,边缘采用阻水胶带粘贴密封,确保阻水胶带粘贴玻璃无气泡、无脱层等不良,形成老化测试试样,示意图参见图 2;其中胶粘剂试样分为透光率检测试样(按照 5.4.5.2 描述制备)和剥离力检测试样(按照 5.4.8.2 描述制备)。
标引序号说明:
1——前层玻璃;
2——前层封装胶膜;
3——不粘膜;
4——后层封装胶膜;
5——后层玻璃。
图 1 样品准备示意图
图 2 老化试样制备示意图
5.5.5 试验步骤
按照 IEC 61215-2:2021 中 4.10 的规定进行试验:
a) 按照 IEC 61215-2:2021 中 MQT 10,将 3 个透光率试样、3 个剥离力试样按前板玻璃面朝向紫外光源,水平放入紫外老化试验箱有效辐照区域内,累计辐照 120kWh/m2;
b) 试验结束后将试样取出,在 23℃±5℃, 相对湿度小于 75%的敞开环境下恢复 2h~4 h 后,进行外观检查;
c) 剥离出边缘的阻水胶带,取出片材胶粘剂、以及用来测试胶粘剂剥离力的试样;
d) 对试验前后胶粘剂试样进行黄度指数 YI、透光率及剥离力的测量,黄度指数每块试样测不少于 3 个点,测量参考 GB/T 39294—2020 标准,试样黄度指数 YI 取所测点的算术平均值,记录老化后黄度指数 YI 与老化前黄度指数 YI 的差值, 即黄变指数 ΔYI=YI 老化-YI 初始。透光率取380nm~1100nm 算术平均值;剥离力取 3 个样本算术平均值。
5.6 耐高湿高热老化性能
5.6.1 目的
测定胶粘剂在高温高湿的恒定湿热条件下耐老化性能。
5.6.2 仪器设备及辅材
仪器设备及辅材如下:
a) 高温高湿老化试验箱;
b) 测色仪;
c) 分光光度计;
d) 万能材料试验机;
e) 辅材同耐紫外老化性能样品一致。
5.6.3 试样制备
同5.5.4,分别准备3个透光率及剥离力试样。
5.6.4 试验步骤
按 IEC 61215-2:2021 中 4.13 的规定进行试验:
a) 按照 IEC 61215-2:2021 中 MQT 13,将 3 个透光率试样、3 个剥离力试样放入高温高湿老化试验箱中,在温度 85℃±2℃, 相对湿度(85±5)%的条件下,试验 1000 小时;
b) 试验结束后将试样取出,在 23℃±5℃ , 相对湿度小于 75%的敞开环境下恢复 2h~4h 后,进行外观检查;
c) 剥离出边缘的阻水胶带,取出片材胶粘剂、以及用来测试胶粘剂剥离力的试样;
d) 对试验前后胶粘剂试样进行黄度指数 YI、透光率及剥离力的测量,黄度指数每块试样测不少于 3 个点,测量参考 GB/T 39294—2020 标准,试样黄度指数 YI 取所测点的算术平均值,记录
老化后黄度指数 YI 与老化前黄度指数 YI 的差值, 即黄变指数 ΔYI=YI 老化-YI 初始。透光率取380nm~1100nm 算术平均值,剥离力取 3 个样本算术平均值。
5.7 热循环老化性能
5.7.1 目的
测定胶粘剂在高低温交变的条件下耐老化性能。
5.7.2 仪器设备及辅材
仪器设备及辅材如下:
a) 老化试验箱;
b) 测色仪;
c) 分光光度计;
d) 万能材料试验机;
e) 辅材同耐紫外老化性能样品一致。
5.7.3 试样制备
同5.5.4,分别准备3个透光率及剥离力试样。
5.7.4 试验步骤
按 IEC 61215-2:2021 中 4.13 的规定进行试验:
a) 按照 IEC 61215-2:2021 中 MQT 11,将 3 个透光率试样、3 个剥离力试样放入老化箱中,进行热循环试验 200 次;
b) 试验结束后将试样取出,在 23℃±5℃ , 相对湿度小于 75%的敞开环境下恢复 2h~4h 后,进行外观检查;
c) 剥离出边缘的阻水胶带,取出片材胶粘剂、以及用来测试胶粘剂剥离力的试样;
d) 对试验前后胶粘剂试样进行黄度指数 YI、透光率及剥离力的测量,黄度指数每块试样测不少于 3 个点,测量参考 GB/T 39294—2020 标准,试样黄度指数 YI 取所测点的算术平均值,记录老化后黄度指数 YI 与老化前黄度指数 YI 的差值, 即黄变指数 ΔYI=YI 老化-YI 初始。透光率取380nm~1100nm 算术平均值,剥离力取 3 个样本算术平均值。
5.8 耐高压蒸煮老化性能
5.8.1 目的
测定胶粘剂在高温高湿高压的恒定湿热条件下耐老化性能
5.8.2 仪器设备及辅材
仪器设备及辅材如下:
a) 高压蒸煮老化试验箱;
b) 测色仪;
c) 分光光度计;
d) 万能材料试验机;
e) 辅材同耐紫外老化性能样品一致。
5.8.3 试样制备
同5.5.4,分别准备3个透光率及剥离力试样。
5.8.4 试验步骤
按 GB/T 41203—2021 规定,试验过程如下:
a) 按照 GB/T 41203—2021 规定将 3 个透光率试样、3 个剥离力试样放入 PCT 老化试验箱中,在
温度 121℃±0.5℃, 相对湿度 99%~100%,压力 29.7Psia 的试验条件下试验 48h;
b) 试验结束后将试样取出,在 23 ℃±5℃ , 相对湿度小于 75%的敞开环境下恢复 2h~4h 后,进行外观检查;
c) 剥离出边缘的阻水胶带,取出片材胶粘剂、以及用来测试胶粘剂剥离力的试样;
d) 分别对试验前后胶粘剂试样进行黄度指数 YI、透光率及剥离力的测量,黄度指数每块试样测不少于 3 个点,测量参考GB/T 39294—2020 标准,试样黄度指数 YI 取所测点的算术平均值,记录老化后黄度指数 YI 与老化前黄度指数 YI 的差值,即黄变指数 ΔYI=YI 老化-YI 初始。透光率取 380nm~1100nm 算术平均值。剥离力取 3 个样本算术平均值。
5.9 耐热性
5.9.1 目的
测定胶粘剂在高温干燥的恒定条件下耐老化性能。
5.9.2 仪器设备及辅材
仪器设备及辅材如下:
a) 恒温烘箱;
b) 测色仪;
c) 分光光度计;
d) 万能材料试验机;
e) 辅材耐紫外老化性能样品一致。
5.9.3 试样制备
同5.5.4,分别准备3个透光率及剥离力试样。
5.9.4 试验步骤
试验过程如下:
a) 将 3 个透光率试样、3 个剥离力试样放入烘箱中;
b) 试验条件 1:温度 90℃±5℃, 相对湿度低于 50%,试验时间:200 小时;试验条件 2:温度 170℃±5℃, 相对湿度低于 50%,试验时间:5 小时;
c) 试验结束后将试样取出,在 23℃±5℃ , 相对湿度小于 75%的敞开环境下恢复 2h~4h 后进行外观检查;
d) 剥离出边缘的阻水胶带,取出片材胶粘剂、以及用来测试胶粘剂剥离力的试样;
e) 对试验前后胶粘剂试样进行黄度指数 YI、透光率及剥离力的测量,黄度指数每块试样测不少于 3 个点,测量参考 GB/T 39294—2020 标准,试样黄度指数 YI 取所测点的算术平均值,记录老化后黄度指数 YI 与老化前黄度指数 YI 的差值, 即黄变指数 ΔYI=YI 老化-YI 初始。透光率取380nm~1100nm 算术平均值。剥离力取 3 个样本算术平均值。
6 检验规则
6.1 出厂检验
6.1.1 通则
产品出厂必须经生产厂质检部门按本标准规定检验合格后,并附上产品质量合格证,方能出厂。
6.1.2 出厂检验项目
基础性能、光学性能、机械性能。
6.1.3 出厂检验组批
使用同批原料,同一配方,在相同工艺条件下生产的同一规格的胶粘剂为一个检查批,kg为单位。
6.1.4 出厂检验抽样
出厂检测项目、抽样方案,检查水平、接收质量限(AQL)按照表 2 规定执行。
6.2 型式试验
当有下列情况之一时,应进行型式检验,型式检验包括本标准中要求中的全部项目,表 1 中 PCT老化性能为可选项目。
a) 新产品定型鉴定时;
b) 产品的原剂、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。
f) 厂址变更
型式检验检测项目按照表 2 规定,当任何一项不合格时,则判定型式试验不合格。
表 2 检验项目
7 包装、标志、运输和贮存
7.1 包装
包装要求如下:
a) 产品以支为单位,每支重量从 10g 到 1000g 包装不等;
b) 每批产品附有合格证,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:生产厂名、产品名称、型号、规格、数量、生产日期、有效期。
7.3 运输
热固化胶粘剂采用冷藏运输(冷藏运输条件需符合热固化胶粘剂使用性能要求)。热固化和光固化胶粘剂应避光、避热、避潮且在运输过程中避免碰撞。装卸过程中应轻装轻卸,防止碰伤、擦伤和污染,严防摔掷,勿压、勿挤并采取防震措施,避免胶粘剂包装变形或破损。
7.4 贮存
7.4.1 贮存温度及方法
热固化型胶粘剂贮存冰箱内,储存温度-21℃~-15℃;光固化型胶粘剂在室内避光储存,储存温度8℃~28℃, 相对湿度低于60%, 避免直接光照。不靠近加热设备和暴露在有灰尘的地方。
7.4.2 贮存时间
产品自生产之日起,热固化型胶粘剂贮存期不超过3个月,光固化型胶粘剂贮存期不超过6个月。