光伏(fu)背(bei)板(ban)耐老化(hua)性能(neng)試(shi)驗(yan)

　　光伏(fu)背(bei)板(ban)是光伏(fu)組(zu)件(jian)中(zhong)重要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)，起著(zhe)保護(hu)、絕(jue)緣、阻(zu)隔(ge)水汽等(deng)作用，它(ta)的(de)好(hao)壞(huai)直(zhi)接決(jue)定光伏(fu)電(dian)池的(de)使用壽(shou)命以(yi)及(ji)轉化效率。然(ran)而(er)光伏(fu)背(bei)板(ban)作為(wei)光伏(fu)組(zu)件(jian)的(de)外層(ceng)材料(liao)，在實(shi)際(ji)使(shi)用過(guo)程中(zhong)會受到(dao)環(huan)境(jing)因(yin)素如光、熱、氧(yang)、液(ye)體介(jie)質等(deng)作用使(shi)材(cai)料發(fa)生(sheng)老化(hua)，進而(er)影(ying)響其使(shi)用性(xing)能(neng)。目前業(ye)內(nei)對光伏(fu)組(zu)件(jian)的(de)使用壽(shou)命要(yao)求(qiu)為(wei)25年(nian)，這(zhe)就要(yao)求(qiu)光伏(fu)背(bei)板(ban)需提(ti)供(gong)持續(xu)保障，因(yin)此(ci)，人們(men)設(she)計(ji)出(chu)壹些加(jia)速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)方法如濕熱加(jia)速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)、紫(zi)外(wai)加(jia)速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)和高低溫老化(hua)試(shi)驗(yan)等(deng)，在短時間內(nei)模擬(ni)戶(hu)外的(de)老化(hua)情況(kuang)，以(yi)此(ci)考(kao)察(cha)背板(ban)的(de)耐老化(hua)性能(neng)。標準(zhun)集團(tuan)（香(xiang)港）有限公司(si)是(shi)老化(hua)試(shi)驗(yan)箱(xiang)的(de)廠(chang)家(jia)，歡(huan)迎有(you)需求(qiu)的(de)客戶(hu)電(dian)詢。

　　目前，對(dui)背板老化(hua)性能(neng)的(de)評測主要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)單(dan)壹(yi)不(bu)同的(de)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)方法考(kao)察背板(ban)相應的(de)耐老化(hua)性能(neng)，例(li)如采(cai)用濕熱加(jia)速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)進(jin)行2000h或(huo)3000h的(de)老化(hua)試(shi)驗(yan)來模擬(ni)背(bei)板在戶(hu)外抵抗濕熱老化(hua)的(de)情況(kuang)。

　　試(shi)驗(yan)材(cai)料(liao)：

　　光伏(fu)背(bei)板(ban)：市場(chang)主流的(de)3款(kuan)不(bu)同廠(chang)家(jia)不(bu)同型號的(de)背板(ban)，分(fen)別為(wei)背板A、背板B和背板C。

　　試(shi)驗(yan)儀(yi)器(qi)：

　　紫(zi)外老化(hua)試(shi)驗(yan)箱(xiang)，恒溫恒濕試(shi)驗(yan)箱(xiang)，高(gao)低(di)溫交變箱，色(se)差儀。

　　單(dan)壹(yi)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)：

　　紫(zi)外(wai)老化(hua)試(shi)驗(yan)

　　將(jiang)背(bei)板(ban)A、背板B和背板C放入(ru)紫外(wai)老化(hua)試(shi)驗(yan)箱(xiang)中(zhong)進行老化(hua)(UV)，照射(she)面為空氣面，試(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)：溫度(du)60℃，累(lei)積輻照量(liang)為(wei)180kWh/m2(其(qi)中(zhong)UVA約為(wei)93%，UVB為(wei)7%) 。

　　濕熱老化(hua)試(shi)驗(yan)

　　將(jiang)背(bei)板(ban)A、背板B和背板C放入(ru)恒溫恒濕老化(hua)箱中(zhong)進行老化(hua)(DH)，試(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)：溫度(du)(85±2)℃，濕度(85±5)%，累(lei)積老化(hua)時間為(wei)3000h。

　　冷熱循(xun)環(huan)老化(hua)試(shi)驗(yan)

　　將(jiang)背(bei)板(ban)A、背板B和背板C放入(ru)高低(di)溫交變箱中(zhong)進行老化(hua)(TC)，試(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)：在溫度(du)－40～85℃的(de)條件(jian)下進行高(gao)低(di)溫交變試(shi)驗(yan)，其(qi)中(zhong)要(yao)求(qiu)在-40℃和85℃的(de)溫度(du)下至(zhi)少(shao)保持(chi)10min，溫變速(su)率不(bu)超(chao)過(guo)100℃/h，壹次(ci)循(xun)環周(zhou)期(qi)不(bu)超(chao)過(guo)6h，共進行300個(ge)循(xun)環(huan)周(zhou)期(qi)。

　　不(bu)同序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)：

　　設(she)計(ji)了3組不(bu)同序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)，具(ju)體(ti)如表(biao)1所(suo)示。

　　將(jiang)背板A、背(bei)板(ban)B和背板C分(fen)別按上(shang)述(shu)3組(zu)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)進(jin)行老化(hua)。

　　黃色(se)指(zhi)數測試(shi)：

　　采(cai)用色(se)差儀對老化(hua)前後(hou)背板(ban)空(kong)氣面及(ji)EVA粘結(jie)面的(de)黃色(se)指(zhi)數進行測試(shi)，計(ji)算(suan)老化(hua)前後(hou)背板(ban)材(cai)料的(de)黃變。

　　結果分(fen)析(xi)：

　　高(gao)分(fen)子材料在使(shi)用過(guo)程中(zhong)，會因(yin)受到(dao)光、熱、氧(yang)、水分(fen)等(deng)環(huan)境(jing)因(yin)素的(de)作用而(er)老化(hua)，導致其結(jie)構(gou)和性能(neng)發(fa)生(sheng)變化，甚至(zhi)失(shi)去其(qi)優(you)良(liang)的(de)使用價(jia)值。在發(fa)生(sheng)老化(hua)的(de)過(guo)程中(zhong)，高分(fen)子材料會伴隨(sui)顏(yan)色(se)發(fa)黃的(de)現象(xiang)，即(ji)黃(huang)變。所以(yi)黃變不(bu)僅(jin)影響高分(fen)子材料的(de)外觀，而(er)且還是其結(jie)構(gou)與性能(neng)發(fa)生(sheng)變化的(de)重要(yao)信(xin)號，所(suo)以(yi)本(ben)文通(tong)過(guo)測定(ding)老化(hua)前後(hou)背板(ban)材(cai)料的(de)黃色(se)指(zhi)數比較不(bu)同老化(hua)方式對背板(ban)材(cai)料(liao)老化(hua)的(de)影響(xiang)。

　　經(jing)單(dan)壹(yi)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)後(hou)背板(ban)材(cai)料的(de)黃色(se)指(zhi)數變化情況如圖1所(suo)示。

　　圖1單(dan)壹(yi)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)後(hou)背板(ban)黃(huang)變

　　從圖1可以(yi)看出(chu)，在三(san)種不(bu)同單(dan)壹(yi)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)中(zhong)，濕熱老化(hua)對背(bei)板材(cai)料影(ying)響相對較大，根(gen)據(ju)背板(ban)國標GB/T31034－2014，每項單(dan)壹(yi)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)項目均嚴(yan)於國標要(yao)求(qiu)，且三(san)款(kuan)不(bu)同背(bei)板(ban)產品(pin)經(jing)不(bu)同加(jia)嚴(yan)老化(hua)測試(shi)後(hou)，其黃(huang)變指(zhi)數變化範(fan)圍均(jun)小(xiao)於(yu)3，符合國標要(yao)求(qiu)。

　　圖2為(wei)經(jing)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)壹(yi)、序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)二(er)、序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)三(san)後(hou)背板(ban)外(wai)觀的(de)黃變情況。

　　圖3為(wei)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)壹(yi)、試(shi)驗(yan)二(er)和試(shi)驗(yan)三(san)後(hou)背板(ban)材(cai)料的(de)黃色(se)指(zhi)數變化情況。

　　圖3序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)後(hou)背板(ban)黃(huang)變

　　從圖2、圖3可以(yi)看出(chu)，不(bu)同廠(chang)家(jia)的(de)背板(ban)經(jing)不(bu)同的(de)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)後(hou)外觀黃變情況出(chu)現明顯(xian)差異(yi)。A背(bei)板(ban)雙(shuang)面及(ji)B背板(ban)空氣(qi)面經(jing)不(bu)同序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)後(hou)背板(ban)的(de)外觀良好(hao)；B背(bei)板EVA粘(zhan)結(jie)面經(jing)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)三(san)後(hou)外觀黃變嚴重；C背板(ban)空(kong)氣(qi)面經(jing)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)二(er)、試(shi)驗(yan)三(san)後(hou)外觀黃變嚴重，EVA粘結(jie)面經(jing)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)壹(yi)、試(shi)驗(yan)三(san)後(hou)外觀黃變嚴重。

　　通過(guo)本(ben)次(ci)試(shi)驗(yan)發(fa)現(xian)，雖(sui)然(ran)單(dan)壹(yi)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)的(de)試(shi)驗(yan)強度(du)較大，但(dan)三款(kuan)背板(ban)均能(neng)通(tong)過(guo)測試(shi)，而(er)在不(bu)同的(de)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)中(zhong)，每項老化(hua)測試(shi)的(de)強度(du)僅(jin)為(wei)單(dan)壹(yi)加速(su)老化(hua)試(shi)驗(yan)強度(du)的(de)1/3或不(bu)足1/3，但疊(die)加後(hou)卻使不(bu)同的(de)背板(ban)材(cai)料(liao)發生(sheng)不(bu)同程(cheng)度(du)的(de)老化(hua)黃變，區分(fen)出(chu)三款(kuan)背板(ban)耐老化(hua)性能(neng)的(de)優(you)劣(lie)。這(zhe)主要(yao)是(shi)當(dang)進(jin)行單(dan)壹(yi)老化(hua)試(shi)驗(yan)時，如UV老化(hua)，在紫(zi)外(wai)光照(zhao)射(she)下，高分(fen)子材料中(zhong)的(de)大分(fen)子鏈會產生(sheng)斷(duan)鍵(jian)或(huo)交聯(lian)而(er)導(dao)致材料(liao)降(jiang)解(jie)，但(dan)高(gao)分(fen)子結構對紫外(wai)光的(de)吸(xi)收(shou)速(su)度較小(xiao)，而(er)且多數背板(ban)材料(liao)中(zhong)會添加TiO2作為(wei)光屏(ping)蔽(bi)劑，它(ta)能(neng)反射(she)或(huo)吸(xi)收(shou)紫外光，阻(zu)止紫外(wai)光深(shen)入(ru)聚(ju)合(he)物內部(bu)，從而(er)使(shi)聚(ju)合(he)物得到保護(hu)，這(zhe)就使(shi)得壹(yi)些背板材(cai)料在紫(zi)外(wai)光的(de)照射(she)下老化(hua)程度(du)較低，耐UV老化(hua)性能(neng)較好(hao)。但(dan)進行序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)時，當(dang)經(jing)紫外(wai)光輻(fu)照(zhao)後(hou)，發生(sheng)光降(jiang)解(jie)的(de)部(bu)分(fen)會產生(sheng)壹(yi)定(ding)的(de)親水基(ji)團(tuan)，在隨(sui)後(hou)進行的(de)濕熱老化(hua)試(shi)驗(yan)中(zhong)，這(zhe)些親水基(ji)團(tuan)會(hui)促進材(cai)料(liao)原有的(de)水降(jiang)解(jie)反應，同時溫度(du)的(de)變化會影響(xiang)高(gao)分(fen)子鏈的(de)熱運(yun)動(dong)，還會影響(xiang)高(gao)分(fen)子材料中(zhong)添加劑的(de)擴散(san)速(su)度，從而(er)影(ying)響其老化(hua)降(jiang)解(jie)速(su)度。而(er)且每(mei)種材料(liao)的(de)結構(gou)、成(cheng)分(fen)也不(bu)盡(jin)相同，故對(dui)不(bu)同的(de)序(xu)列(lie)老化(hua)試(shi)驗(yan)表(biao)現(xian)出(chu)不(bu)同的(de)耐老化(hua)能(neng)力(li)。