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太阳能电池模块(EVA薄膜)可靠性测试


方案介绍

要提升太阳能电池模块的发电效率,以及提供对抗环境气候变化所引起的耗损保护,确保太阳能模块的使用寿命,其EVA占了很重要的角色,EVA在常温下无黏性且据抗黏性,在太阳能电池封装过程经过一定条件热压后,EVA便产生熔融黏接与胶联固化,属于热固化的热融胶膜,固化后的EVA胶膜变的完全透明,有相当高的透光性,固化后的EVA能承受大气变化并且具有弹性,将太阳能的cell芯片封包起来,与上层玻璃还有下层TPT,利用真空层压技术黏为一体。


试验目的

确认EVA的耐候性、透光性、接着力、吸收变形量之能力、以及吸收物理冲撞之能力、压合过程之破损率等。

试验设备

HAST非饱和高压加速老化试验箱、PCT试验箱、紫外线老化试验机

待测品样

1、玻璃/ EVA/湿度纸/EVA/玻璃 迭合
2、玻璃/ EVA/导通铜片/EVA/玻璃 迭合
EVA经过温度循环、湿冷冻、湿热三种试验后,EVA与背板的特性变化:(↑:上升、↓:下降)


EVA测试


EVA-UV试验:

试验EVA对于承受紫外线(UV)照射之衰减能力,经过长时间的UV照射下,EVA膜会出现褐变、穿透率下降等问题。

EVA在湿热试验下的特性变化实例:变色、雾化、褐变、脱层

变色、雾化、褐变、脱层



高温高湿对EVA黏合强度的比较:

EVA膜在65℃/85%R.H.与85℃/85%R.H.两个不同的湿热条件,进行黏合强度的退化比较,发现在65℃/85%R.H.试验5000小时之后,其退化效益不高,但是EVA在85℃/85%R.H.的试验环境下,很快失去黏着力,250小时就有很明显的黏合强度降低情形。

高温高湿对EVA黏合强度的比较



EVA-HAST不饱和加压蒸气试验:

目的:由于EVA膜在85℃/85%R.H.需试验1000小时以上,等于至少需要42天,为了能够缩短试验时间加速其试验速度,需提高环境应力(温度&湿度&压力),在不饱和湿度(85%R.H.)环境下进行加快试验过程。

试验条件:110℃/85%R.H./264h

EVA-HAST不饱和加压蒸气试验


EVA-PCT压力蒸煮锅试验:

目的:EVA的PCT试验是提高环境应力(温度&湿度),使EVA暴露于超过一大气压的润湿蒸汽压中,用来评定EVA的密封效果与EVA吸湿状况。
试验条件:121℃/100%R.H.
试验时间:80h(COVEME) / 200h

EVA的PCT试验是提高环境应力

EVA与CELL黏合拉力试验:

EVA:3~6Mpa
非EVA材料:15Mpa

EVA补充其它信息:

1、EVA的吸水性会直接影响其对电池片的密封性能
2、WVTR < 1×10-6g/m2/day(NREL建议 PV的WVTR)
3、EVA的胶联度直接影响到他的抗渗水性,建议EVA与cell的胶联度需大于60%以上
4、当胶联度达到60%以上,不再发生热涨冷缩
5、EVA的胶联度直接影响到组件的性能及使用寿命
6、未经改性的EVA内聚强度低,易产生热涨冷缩导致芯片碎裂
7、EVA剥离强度:纵向≧20N/cm、横向≧20N/cm
8、封装膜初期透光率不低于90%,30年内部衰退率不低于5%

EVA相关规范:

ASTM D-150:固体电绝缘材料的(恒久电介质)的交流损耗特性和介电常数的测试方法
ASTM E-424:片材的太阳能量传输性和反射性(陆地上)的试验方法
ASTM D-570:塑料吸水率的试验方法
ASTM D-638:塑料拉伸性能测试
ASTM D-871:测试乙酸纤维素的试验方法
ASTM E-895:水溶液中有机化合物水解率常数测定
ASTM D-1416:合成橡胶的测试方法化学分析
ASTM D-2240:硬度计硬度的标准试验方法
ASTM D-2990:塑料的张力压缩弯曲变形及蠕变破裂的试验方法
ASTM D-3012:用双轴旋转器测定丙烯塑料的热氧化稳定性的试验方法
ASTM E-462:包装膜的试验方法
ASTM E-424:簿板材料的太阳能传播和反射的试验方法
ASTM F-1249:标准水蒸气传输率的测试方法(EVA吸湿规范)
ASTM F-1282:聚乙烯/铝/聚乙烯(PE-AL-PE)复合材料
ASTM E-1356:用差示扫描量热法测定玻璃透过温度的标准试验
GB9963:钢化玻璃
GB531:硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法
GB528:硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定
GB2059:铜及铜合金带材
GB2410:透明塑料透光率和雾度试验方法
GB2790:胶粘剂180度剥离强度测定方法
GB2828:抽样标准
GB3190:变形铝及铝合金化学成分
GB3199:铝及铝合金加工产品的包装 标志 运输 贮存
GB4957:非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量涡流方法
GB5237:铝合金建筑型材
GB7124:胶粘剂拉伸剪切强度测定方法
GB8014:铝及铝合金阳极氧化氧化膜厚度的测量方法
GB14952:铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜封孔品质的评定磷铬酸法
IEC 60664-1:内设备的绝缘配合的低电压系统-第1部分
IEC 61215:晶硅太阳光电模块测试标准
IEC 61646:薄膜太阳光电模块测试标准
IEC 61730:太阳能电池系统安全鉴定-结构与测试要求
IEC 62321-2008:电子电气产品测定六种限制物质铅汞镉六价铬多溴联苯多溴联苯醚的浓度
JIS K-6854 胶粘剂粘合组件剥离强度的测定第1部分90度剥离
JIS K-7105:塑料光学特性试验方法
JIS K-7113:塑料拉伸性的试验方法
JIS B-7516:金属制直尺


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