摘要：本文通过分析光伏组件表面发生白色【sè】线条的成分和通【tōng】过静电放电模拟白色线条的产生【shēng】过程【chéng】，讨【tǎo】论【lùn】白色线条的【de】可能产生【shēng】原因和避免方式。
光伏组件在生产【chǎn】过程中,偶【ǒu】尔【ěr】会【huì】在电【diàn】池片的表【biǎo】面【miàn】出现【xiàn】白色线条【tiáo】,导致整个组件降级。有些白【bái】色线条【tiáo】，如光伏【fú】电池片【piàn】、玻璃在层【céng】压前的机械性损【sǔn】伤，会造成诸如电池片划伤（图1）、玻璃划伤（图2）和玻璃磨损（图3）等【děng】白【bái】色线条。这类【lèi】线条通过肉眼容易辨【biàn】别，并【bìng】且【qiě】在【zài】组件层【céng】压前就可【kě】以被发现，因此生【shēng】产过程中防【fáng】范也比较容【róng】易。而另一【yī】种白色线条并非【fēi】机械损伤造成，外观形式闪电，往往【wǎng】在末端还会开叉、分支（图4）。
其在【zài】层压前没【méi】有【yǒu】任【rèn】何的朕兆【zhào】，只有在层【céng】压后才会被发现。而且往往换了一批【pī】EVA胶膜后，该现象就不【bú】再出现，所以组件厂一般会把【bǎ】这个问题归咎【jiù】于EVA胶膜工厂的生【shēng】产质量问题。而【ér】EVA胶膜厂因为【wéi】配方、生产工艺没有【yǒu】任何更改，所以也无从防范【fàn】该现象的再【zài】次发生。当【dāng】出现组件发生类似【sì】质量问题时，组件厂往往要求EVA胶膜厂收【shōu】购出现白线【xiàn】的组件【jiàn】来解【jiě】决，但实际的【de】原【yuán】因双方【fāng】并【bìng】没有查清【qīng】。
国【guó】外有些公司把此现象称为静电纹，但是否真是静电造成【chéng】，未见国内有企业实际【jì】模拟白色线【xiàn】条的发生过程【chéng】。众所【suǒ】周【zhōu】知，EVA树脂是电的不良【liáng】导【dǎo】体【tǐ】，由于其优【yōu】秀的绝缘性能，被大量【liàng】的【de】用【yòng】于电线电缆的【de】绝缘。同时又由于高VA含量的EVA透明度高，使其能够大量的被用于太阳能【néng】光伏组件的封【fēng】装。通过【guò】近【jìn】几年技【jì】术的不断升级【jí】，EVA胶膜的体【tǐ】积电【diàn】阻【zǔ】率从早期【qī】的1013欧【ōu】姆厘米逐【zhú】渐提升到了目前的1014到1015欧姆厘米。EVA胶膜【mó】的【de】体积电阻率其是与白线有关【guān】？白色线条【tiáo】往往出现【xiàn】于夏季【jì】，其是否和空气【qì】的湿度有【yǒu】关【guān】？
在模拟【nǐ】组件【jiàn】白【bái】线发生前，首先对白线发生的部【bù】位进【jìn】行【háng】成分分析。首【shǒu】先对【duì】白线的位置取样。过程是先破坏组件【jiàn】，将电池片和EVA胶膜从【cóng】玻璃上【shàng】剥离。对有白线的部位【wèi】进行【háng】取样并封闭在环氧树脂中，在-135℃下【xià】切片【piàn】，用光学显微镜【jìng】、电【diàn】子显【xiǎn】微【wēi】镜【jìng】、能谱分析、红外光【guāng】谱等分【fèn】析手段检查是否在白线中含有杂质【zhì】或者其它非EVA材料。
用【yòng】电子显微镜（图7）检查，在【zài】白线【xiàn】的位置没有发【fā】现【xiàn】可【kě】辨识【shí】的杂质。使用能谱分【fèn】析，也没能在白线位置发现任何含有金属元素【sù】或【huò】者其它成分的【de】无机【jī】物（图8）。
从红外图谱（图【tú】9、图10）看，白线部分的取样【yàng】只有EVA树脂【zhī】（NE280PV）和硅【guī】（光伏电池片成分）的吸【xī】收谱，可【kě】以说明在取样【yàng】的白线位置没【méi】有其它的【de】有机杂【zá】质。
从以【yǐ】上【shàng】的分【fèn】析可【kě】以说【shuō】明，白线部位的成【chéng】分依然是EVA树脂或者极大部分的成分是【shì】EVA树脂【zhī】，没有【yǒu】或者几乎没有无机或者【zhě】有机的杂质。
EVA胶膜静电实验模拟
在EVA胶膜的生产和【hé】裁切过程中会有静【jìng】电积聚【jù】，当电荷数量大时偶【ǒu】尔会【huì】以静电【diàn】电【diàn】弧的形式放【fàng】电。实验室【shì】通过【guò】静电【diàn】发【fā】生设备产生【shēng】静电并直接将静电电弧【hú】释放到【dào】EVA胶膜表面上，以此模拟【nǐ】EVA胶【jiāo】膜表【biǎo】面静电释放的过程和观察静电释放后可能带来的后【hòu】果【guǒ】。
本【běn】实验采用【yòng】J2310式感应【yīng】起【qǐ】电机，如图11和图12。当两【liǎng】个【gè】起电盘快速旋转【zhuǎn】时，在【zài】两个放电球部聚集【jí】电性不同的电荷，将EVA胶膜置【zhì】于其中部，以【yǐ】便模拟放电过程【chéng】。
在【zài】静电释放实验中，首【shǒu】先观察放电【diàn】后的胶膜表面变化，再以玻璃-EVA胶【jiāo】膜【mó】-电池片【piàn】-EVA胶膜【mó】-背板的结构【gòu】按【àn】太阳能光伏组【zǔ】件的常【cháng】规工艺【yì】进行层压，观察其正【zhèng】面的变化。实【shí】验使用的静电电压与实际情况【kuàng】中一样是无法控制的。本【běn】实验对【duì】比【bǐ】了两【liǎng】个变量，比较【jiào】其【qí】可能对实验结果的影响。
使用三种【zhǒng】不同体【tǐ】积电阻率的EVA胶膜，观察体【tǐ】积电阻【zǔ】率是否影响白线的产生；
同【tóng】一种体积电【diàn】阻率的【de】EVA胶膜，用不【bú】同的相对【duì】湿度对其进行处理，观察白线的产生是否【fǒu】有不同。
实验结果如下：
1）静电释放【fàng】后，在EVA胶膜的【de】表面都没有发现明显的痕【hén】迹。此可【kě】能是由于EVA胶膜表面压花【huā】后【hòu】，导【dǎo】致表面发白而无法观察到胶【jiāo】膜表面是否有发【fā】白的变【biàn】化。
2）将【jiāng】EVA胶【jiāo】膜按光伏组件【jiàn】的结构进行层【céng】压，发现所有的胶【jiāo】膜都有【yǒu】白色线条出现。
以上【shàng】实验的结论是静电【diàn】以电弧形式释【shì】放后都【dōu】会在层压后【hòu】的EVA胶膜【mó】中发【fā】现【xiàn】有白色线条。是【shì】否产生【shēng】白【bái】色线条与EVA胶膜的体积【jī】电阻率和所处环【huán】境的相对湿【shī】度似乎关系不大。在本实验的湿度【dù】范围和【hé】处理时间范围中，层压后的试样均产【chǎn】生了白色【sè】的线条。
白色线条发生机理分析和防范
EVA胶膜是电【diàn】的【de】绝缘体，其和【hé】任何【hé】绝缘体摩擦后【hòu】会【huì】产生【shēng】静电。静电的电压【yā】可以达【dá】到【dào】很高，在积累到一定的程度后，其【qí】会以【yǐ】电【diàn】弧形式【shì】直接【jiē】释【shì】放电荷【hé】。静电的释放会在EVA胶膜【mó】中瞬【shùn】间产生短路而导致了瞬间的高【gāo】温【wēn】，而高【gāo】温正【zhèng】是EVA胶膜交联的【de】诱因。因其在很微小的范围内可能达到很高的温【wēn】度而【ér】导致【zhì】EVA胶膜中的过氧化物剧烈【liè】反应留下痕迹，或【huò】者是EVA树脂被电荷击穿导【dǎo】致类似电缆绝缘层被击穿后留下的树枝状痕迹。其【qí】既可能是在非常微小范围【wéi】内发生的剧烈交联，其【qí】也【yě】可能是过氧化物直【zhí】接分【fèn】解，其【qí】也【yě】可能【néng】是EVA树脂【zhī】被击【jī】穿【chuān】后留【liú】下【xià】了击穿的痕迹。总之，该痕【hén】迹【jì】在组件【jiàn】层压EVA树脂【zhī】经过融化而变成全透明后，在蓝色或【huò】者黑色的【de】电池片上非常明显的显现出来。这种白色线条明显的【de】特征是形状类【lèi】似于闪电、有分叉，大小不【bú】一【yī】。
如果以【yǐ】上分析的原【yuán】因正【zhèng】确，要避免EVA胶【jiāo】膜中白色线条的出现，就【jiù】要尽量避免EVA胶【jiāo】膜表【biǎo】面静电【diàn】的积累。而EVA胶【jiāo】膜在生产和【hé】使用中均会与其它绝缘体接触而产生静电【diàn】。。
EVA胶膜在生产【chǎn】过程中有两种收卷方式，摩【mó】擦收卷【juàn】和【hé】中心收【shōu】卷。摩【mó】擦收卷【juàn】使用【yòng】一个橡胶辊与EVA胶膜【mó】同步把EVA胶膜【mó】送到纸管芯上。由于橡胶辊是带电机【jī】的主动辊，所以EVA胶膜【mó】和橡胶辊是同【tóng】步的【de】，所以尽【jìn】管该收卷【juàn】方式的名称【chēng】中有“摩擦”两个字，实际上【shàng】EVA胶膜和橡胶辊之间的【de】摩擦并不【bú】严重。另外由于【yú】该种收卷【juàn】方式得到的胶【jiāo】膜收卷比较松，所以已收好的EVA胶膜层【céng】与层【céng】之【zhī】间的摩擦也非常少。另【lìng】一种【zhǒng】收卷方式【shì】是中心收卷【juàn】，其使用一个【gè】金属辊芯旋转【zhuǎn】收【shōu】卷。中心【xīn】收卷的旋转动力来自于金属辊芯，所以EVA胶膜容易越收【shōu】越紧，EVA胶膜层与【yǔ】层之【zhī】间发生摩擦而累计静电【diàn】电荷。有些【xiē】中心收卷的设备在【zài】金属辊芯前【qián】有一【yī】个橡胶的展平辊，该辊【gǔn】为被动辊，完全【quán】依靠EVA胶膜带动，此处是一个比【bǐ】较容易产生【shēng】静【jìng】电的部位【wèi】。以【yǐ】上两【liǎng】种方式，从原理【lǐ】上【shàng】讲，中心收【shōu】卷【juàn】更容易【yì】产生静电。
在EVA胶膜的裁切过程中，EVA胶【jiāo】膜也容易积累【lèi】静电。如【rú】果裁切过程中使用【yòng】了橡胶【jiāo】辊作为过渡的被动辊，其会大量的【de】在【zài】EVA胶膜【mó】表面【miàn】产生电荷积【jī】累。同时如果裁切机【jī】的平台使用【yòng】玻璃，此【cǐ】位置也【yě】是一个容易电荷积累的场合。一些结构复杂的自动裁膜机由【yóu】于采用了【le】数量【liàng】不少的橡胶辊作为展【zhǎn】平、过渡【dù】等目【mù】的，其比【bǐ】结【jié】构简单的裁膜【mó】机更容易在EVA胶膜上【shàng】引起静电荷【hé】的积累【lèi】。从原理上讲，使用【yòng】人工裁切的裁膜平台由于没有或【huò】者很【hěn】少【shǎo】有被动转动的橡胶过渡辊，其与自【zì】动裁切【qiē】设备比较不容【róng】易产生静电电荷积累【lèi】。
如何避【bì】免在EVA胶膜生产【chǎn】和裁切中静电电荷的积累是防范白色线条出【chū】现【xiàn】的有效【xiào】方法【fǎ】之一。海优【yōu】威通过对【duì】生产设备的改进【jìn】和防止EVA胶膜【mó】层与层之间的摩擦而有效的【de】防止【zhǐ】了【le】白【bái】色【sè】线条的出现。同【tóng】时组件厂【chǎng】在EVA胶膜的裁【cái】切【qiē】过程中也应有【yǒu】效的避免胶膜和其它绝缘部【bù】件的摩擦。
结束语
由于白色线条严【yán】重【chóng】影【yǐng】响光伏组件外观，降低了组件品【pǐn】质而导致报【bào】废【fèi】或者降【jiàng】级【jí】，因此在EVA胶膜的制【zhì】造和裁切过程中应尽量避免静【jìng】电的【de】积累。如尽【jìn】量使用摩擦收卷装置、尽量不使用橡胶展平辊（或【huò】者在展【zhǎn】平辊后再增加一个金属辊【gǔn】以释【shì】放电荷【hé】）、裁切机【jī】上尽量【liàng】少【shǎo】用、不用橡胶【jiāo】辊【gǔn】等。
由【yóu】于光伏组件白色线条的发生可能还有更多的影响因【yīn】素，本【běn】文【wén】未【wèi】解释所有的疑问，比如夏天更容易发【fā】生白色线条、白色线条的【de】发【fā】生【shēng】是无规律的等等【děng】，因此有关白【bái】色线【xiàn】条产生的原因【yīn】还需要【yào】进一步研【yán】究【jiū】和分【fèn】析。
来源：摩尔光伏
