電暈處理改善PET基封裝膜與EVA膠膜之間的粘接強度
柔性太陽能電池（FlexibleSolarCells，FSCs）結構質量輕、轉換效率高、可彎曲性強，具有廣闊的應用前景[1]。FSCs若直接暴露在大氣中，易被雨、雪、風沙等腐蝕，因此，需要對其加以封裝，以提高電池組件的使用壽命、延緩組件的效率衰減。FSCs通常采用以有機高分子薄膜為襯底的高阻水性、高透光性的阻隔膜進行封裝保護。FSCs一般為三層封裝結構，如圖1所示，封裝膜前板、太陽能電池片、封裝膜背板，上、下兩層之間通過膠膜進行粘接密封。
圖 1 太陽能電池封裝結構圖
封裝膜，指的是在有機高分子薄膜上制取SiOx、SiNx、AlOx等無機材料或者有機-無機疊層雜化材料，以實現對水蒸氣的阻隔性，另外，會根據使用壽命設置相應的耐候層。目前，柔性太陽能電池封裝膜采用的有機高分子薄膜多為PET。PET基材一面用于制備阻隔層；另一面，即層壓面，同太陽能電池片進行粘接。如今，太陽能電池工業化封裝技術主要為基于乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）膠膜的真空層壓封裝工藝。
空層壓樣片的粘接力與基材、膠膜以及真空層壓的工藝條件等因素密切相關，而膠膜類型及其對應的層壓工藝已根據制備太陽能電池組件的需求確定下來，故從基材的角度出發改善其粘接性能。層壓過程發生的主要步驟首先是膠膜受熱熔化后對基材進行潤濕，然后膠膜分子產生交聯反應形成三維網狀結構，并與基材表面的分子進行鍵合，前板、電池片、背板三層材料粘接成為一體。因此，對于PET基封裝膜，粘接性能優劣的根源為基材表面的性能。
PET基材層壓面接觸角~80°、表面能~32dyn/cm，該狀態下，薄膜無法與EVA膠膜進行有效粘接，可以通過氧等離子電暈處理的方式對其表面進行改性。
氧等離子體產生的機理如公式（1）所示。O2→[O]，O2→O3+O++e-，O2→O2++e-
氧等離子體電暈處理，可產生各種活性氧，不僅可去除薄膜表面的雜質、污染等，并且可對其表面進行改性。在活性氧的轟擊下，PET基材表面的大分子發生斷鏈或抽氫作用，形成活性自由基，這些活性自由基與氧接觸形成-COOH、-OH、-C=O等極性官能團。理論上，改性的PET基材與EVA分子之間化學鍵合的強度會增加，粘接性能會得到改善。
標簽：
