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Effect of crosslinking on EVA-based encapsulant properties during photovoltaic module fabrication process

K. Agroui 1, G. Collins 2, G. Oreski 3, M. Boehning 4, A. Hadj Arab 5 and D. Ouadjaout 1

1 Semiconductors Technology for Energetic Research Center, CRTSE, 2, Bd. Dr. Frantz Fanon, B.P. 140 Alger-7 Merveilles, Algiers, Algeria.
2 Department of Biomedical Engineering, New Jersey Institute of Technology, USA.
3 Polymer Competence Center Leoben, PCCL, Leoben, Austria.
4 Federal Institute for Materials Research and Testing, BAM, Berlin, Germany.
5 Centre de Développement des Energies Renouvelables, CDER, B.P. 62, Route de l’Observatoire, 16340, Algiers, Algeria.

Abstract

The key objective of this work is to create a comprehensive comparison between experimental analysis methods for detecting crosslinking reaction in EVA encapsulant material during PV module fabrication process. Several analytical methods, spanning from classical gel content extraction measurements over different thermo-analytic and mechanical approaches to spectroscopic analysis as Thermally Stimulated Current (TSC), have been investigated as to their ability to reveal the crosslinking state of ethylene vinyl acetate (EVA). The basic results show that TSC complements perfectly other thermal analysis methods like as Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) to determine fundamental properties of EVA such as molecular mobility characteristics and also to monitor the crosslinking reaction. Exothermic peak as revealed by DSC analysis can be used to estimate the crosslinking rate of EVA during PV module encapsulation process as fast quality control test.

Résumé

L’objectif principal de ce travail est de permettre une meilleure compréhension entre les différentes techniques analyses expérimentales pour détecter la réaction de réticulation au niveau de l’encapsulant Ethylène-Vinyle Acétate (EVA), durant le process de fabrication d’un module PV. Plusieurs méthodes d’analyse, allant du test classique d’extraction du taux de gel aux différentes techniques d’analyses thermomécaniques ainsi que les techniques d’analyse de spectroscopie comme le courant stimulé thermiquement (TSC), ont été étudiés pour permettre de révéler le phénomène de la réaction de réticulation de l’encapsulant l’EVA. Les résultats de base montrent que la TSC complète parfaitement d’autres méthodes d’analyses thermiques comme la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), l’analyse mécanique dynamique (DMTA) pour déterminer les propriétés fondamentales de l’EVA. Ces techniques permettent de déterminer les caractéristiques relatives à la mobilité moléculaire et aussi pour mieux mettre en évidence la réaction de réticulation. Le pic exothermique comme révélé par l’analyse par DSC, peut être utilisé pour estimer le taux de réticulation de l’EVA au cours du process d’encapsulation du module PV comme un test rapide de contrôle de qualité.

Keywords

EVA - Photovoltaic module - Crosslinking process – Thermal properties - Mechanical properties.

Effect of crosslinking on EVA-based encapsulant properties during photovoltaic module fabrication process
Texte intégral

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