六年一剑一位中国光伏人的使命和荣耀

光伏作为新能源转型的宠儿，被给予了厚望。近年来，或许我们更多的聚焦了她的光鲜，而疏忽了她快速成长中背后的故事。时代际遇，中国作为光伏制造大国，千千万万默默无闻的光伏制造者俨然成了最得力且有故事的幕后人。

曾就职于天合光能，主管质量的副总AnthonyChia先生就是这千千万万的幕后人之一，新加坡华侨，一位入行多年的资深光伏专家，现年逾花甲，但依旧精力充沛。北极星太阳能光伏网了解到，在德国、美国和日本等国家从事多年电子行业材料质控及测试工作的他，对半导体品质把控的方法早已烂熟于心。“之前我是不愿意分享给外国人，要先在中国做，让中国领先，只要领先，我们就能站在前面、有领导地位。”


“临危”受命

2006年前后，天合光能等一线光伏组件企业认识到，传统组件质控方法存在安全隐患、精度不够、用时过长等种种弊端，仅组件内EVA交联度的质控检测就需要12小时以上。所以，对于扩张期的一线企业而言，亟需平衡光伏组件的生产效率与质量，而传统的组件质量检测方法正是制约生产效率的最大障碍之一。AnthonyChia先生正是此年“临危”受聘于天合光能，来攻克这一巨大技术难题。

AnthonyChia先生介绍，在通常情况下，组件在应用中产生最多的问题便是隐裂、蜗牛纹(snailtrack)，而这些问题的产生大多与组件内EVA交联度质量控制息息相关。经年累月，交联度质控较差的EVA很容易受光老化，分解产生醋酸，形成水分子，而水分子正是隐裂和蜗牛纹产生的罪魁祸首。另一方面，低质控的EVA往往韧性不足，很容易在运输或安装中微裂或破损，而这些部位很容易造成电极及EVA褪色，形成蜗牛纹或闪电纹。

所以，在组件生产中，如何检测EVA的质量成为了组件品质把控的重要环节，AnthonyChia先生介绍，交联度正是表征EVA质量好坏的一个重要参考量。

传统的交联度测试方法是采用Gelcontent凝胶法，即将未交联的EVA部分溶解于溶剂二甲苯中，并从多孔过滤管的微孔中带出，留下已交联的EVA不溶部分。由残留EVA重量的比率进行计算。

AnthonyChia先生表示，传统二甲苯交联度的测试方法存在种种弊端。首先，二甲苯法测试的交联度只是一个数值区间，并不能精确进行表征。对于交联度实验的本质而言，只要未达到凝胶点(GelPoint)之前，EVA都会被溶剂溶解而GelContent=0%；完全交联时GelContent=100%。事实上真正在凝胶以及稍高于凝胶状态下，因为EVA与溶剂呈现互相胶着的状态，很难用滤网分期清楚，造成的量测的高度不准确。而在高度交联的情况下，夹杂在网状结构中的小部分未交联成分，需要很长的时间才有机会溶出，而这又造成发生后交联的情况而得到偏高凝胶度的数据。从而造成“两头不准”!


其次，AnthonyChia先生介绍，二甲苯的测试结果需要在12小时后才能够获取，而目前天合等一线厂家一天的产能就达30MW，所以，如果要保证组件质量，这种检测方法无疑会降低产线的生产效率。

更值得注意的是，二甲苯属于中等毒性化学物质，百度百科显示，二甲苯溶剂时，即强烈刺激食道和胃，并引起呕吐，还可能引起血性肺炎。与此同时，二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时，对中枢系统有麻醉作用。长期接触有神经衰弱综合症，女性有可能导致月经异常。

“让我最害怕的是二甲苯会爆炸，蒸气与空气形成爆炸性混合物后，遇明火、高热能就会引起燃烧爆炸。全世界70%的组件制造在中国，所以，改进组件质量的检测方法刻不容缓。中国的光伏要做好自己的国家品牌，组件不仅要生产绿色电力，她的生产过程也要‘绿色’”AnthonyChia先生对二甲苯法的危险性深感忧虑。

用物理法代替化学法

在2006年到2012年间，AnthonyChia先生受聘于天合光能质量副总以来，一直致力于EVA交联度物理测试方法的研究，以期用物理方法代替危险的化学检测方法。

AnthonyChia先生介绍到，EVA交联时，会产生热量，这样便可以通过检测样品本身的热物理性质随温度或时间的变化，来研究物质的分子结构、聚集态结构、分子运动的变化等。所以，可以用DSC(差示扫描量热仪)记录EVA在未交联和交联后加热时所放出的热量之差，间接的测试出交联度。

综上而言，如何精确的测定EVA交联前后热量的变化，直接影响到交联度换算精度。所以，AnthonyChia先生表示，在测定仪器合作伙伴选取时，便进行了慎重考量。


图为天合光能颁给AnthonyChia先生的特别贡献奖，表彰其对IECEVA交联度DSC法

获批所作的突出贡献！

与强者为伍，六年磨一剑

AnthonyChia先生高度评价了与TA仪器的完美合作:“经过多家热分析仪器的对比，我们最终选择了TA仪器。之所以选TA仪器，主要是因为TA仪器热分析仪的Tzero技术，是直接以零点为参考，不像其他仪器还需要经过换算，那样无疑会增加误差。在整个合作过程中，TA仪器提供了我们巨大的技术支持，TA仪器的DSC250(前身Q2000)收集了超过百万的数据，其不仅测试结果精确可靠，更有大量与快速的手法去支持这个项目的进行。协同我们解决了很多棘手的问题,不愧为是世界热分析技术的领导品牌”

TA仪器(TA代表了ThermalAnalysis也就是热分析)，TA仪器成立于1990年，它的前身为DuPont(杜邦)仪器部。自1962年推出世界上第一台商业化Model900热分析仪，已经拥有46年的热分析仪的研发生产经验。秉承着为客户的需求提供最高质量，最新科技和良好售后服务的分析仪器的理念，至今推出第七代Discovery系列热分析仪。由于与杜邦公司的研究方向不同，于1990年从DuPont独立，取名为TA仪器公司，成为专门生产热分析的专业厂商。由于出色的业绩、成功的经营方式和相似的产品研发方向，于1996年被美国WATERS(沃特斯)集团并购，现隶属于该集团。TA仪器的Q系列热分析仪是全球销量最多的热分析仪器，赢得了全球公认的热分析和流变仪器市场领导者的地位。

历经6年的不断努力和攻关克难，AnthonyChia先生和TA仪器的技术团队所研发EVA交联度DSC法获得了IEC专家的认可，并在2017年年初最终确定为IEC62788-1-6标准并对外公布。成为IEC标准中首个由中国光伏企业提出并获批的光伏标准，成为中国光伏企业的骄傲！“当年天合总裁高总问我有没有决心做好这个检测方法，我说我不只是为了天合光能，我是为了保护整个光伏、保护整个中国的荣誉”，AnthonyChia先生如是说。


TA仪器公司的Discovery系列差示扫描量热仪

谈及DSC交联度法的优异之处，AnthonyChia先生自豪地告诉北极星太阳能光伏网：“EVA的结构包含连续相的PVA团块和分散相的PE团块。利用差示扫描量热仪DSC对交联前后的EVA进行温度扫描(-120℃~250℃)，可先后测定PVA团块的Tg以及PE团块的Tm及二者的残余固化度(CuringDegree)。也可以简单的从100℃~220℃针对PVA段与PE团块中的XPE(交联PE)链段进行相对固化度的快速测试。PVA段主导了EVA的韧性，属于一瞬间的机械特性；而XPE段主导了EVA的刚性，属于长时间的机械特性。利用DSC软件的协助，可以预判EVA的优劣。这种测试方法可以在20分钟内准确快速的测定EVA的交联度，从而大大的压缩质检的耗时，提高了生产的效率和质控水平。在经济效益上，相比二甲苯法12小时几百/几千甚至几个兆瓦的组件损失，DSC交联度法最多损失1-2个组件，加上无毒无害，是一种极为经济、环保、安全的绿色测试方法。”

“涓涓细流,汇成江海”，正是像AnthonyChia先生这样的中国光伏人所肩负的使命感和民族情怀，并为之付出的不懈努力，将各种不同层面的技术创新的进行叠加，推动者光伏产业的快速前行，助力中国制造由大而强的道路！