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通过测试和比较不同EVA胶膜固化后的表面接触角数据,选择接触角测试数据差异较大的3种EVA样品,将其制成光伏组件,硅胶密封,进行1000h双85湿热老化试验。结果显示,接触角大,表面能低的EVA胶膜表现出极佳的耐黄变性能,组件内部涂锡带未出现腐蚀性色斑。反之,接触角偏小的EVA胶膜,样品组件老化后出现明显黄变,且涂锡带分别出现不同程度的腐蚀性色斑或色块。严重限制组件的使用年限。 试验证实,EVA胶膜的阻水性能对晶体硅光伏组件使用的耐久性至关重要,并通过使用接触角测量的方法,便捷快速的对EVA该项性能进行评价。对晶体硅光伏组件用EVA胶膜的鉴定、测试和选则具有指导意义。 测试仪器和材料: DSA100E光学接触角测量仪;上海申科太阳电池封装层压机;Envjrot-nics环境试验箱;光面ETFE纤维高温涂层布;ToyalSolar® BS-W250-S-FA20-LE背板;华美Low-E钢化玻璃;道康宁7091硅胶;EVA样品A、B、C 试验方法和结果讨论: 将样品按层次堆叠:背板->高温布->EVA样品->EVA样品->高温布->钢化玻璃,置于层压机内。设置相应层压参数,以确保层压后的EVA样品交联度保持在80%-90%之间。层压后,带样品室温下冷却,截取两层高温布,将EVA样片平铺于玻璃表面皿中待用。 运用“悬滴法”测试3种EVA样片的接触角,分别取0、1、2、3、4min为观测点,记录接触角数值。 分别使用3种EVA样品,模拟晶体硅光伏组件制作小型样品,层压后硅胶密封,固化24小时。将样品组件放入环境试验箱,进行IEC61215 10.13湿热测试(湿度85%、温度85C)。 试验后取出样品,可见EVA样品B与样品A表现出明显差异:B样品EVA表现出明显变黄、降解现象,同时内部涂锡带表现出水汽侵蚀后的氧化锈斑;而样品A保持良好。 讨论 光伏组件在室外长时间工作,除日晒雨淋外,昼夜温差是造成组件内水汽凝结的主要原因。由于水汽凝结产生的漏电流通常会造成聚合物局部升温,行程所谓的“干区”,接下来将会是该处聚合物表明放电,产生腐蚀性副产物。该副产物会积聚在组件内部,加速EVA讲解,同时腐蚀涂锡带。 本试验采用光面薄型ETFE纤维高温涂层布制作交联EVA样片,接触角测试前,将样片平铺于表面皿中,从而将样片表面平整度对本试验结果的影响降至最低。 接触角测试结果显示,随时间推移,EVA样品A始终保持其良好的疏水性能;样品B和C在测试初期、得到很好的疏水型材料接触角测试结果,但随时问推移,二者均退化为亲水,其中B表现最为明显。从使用3种EVA所制成的样品组件“湿热测试”老化试验结果可证实本试验的最初预测:疏水性好的样品A老化后,表观保持完好;而样品B老化后,出现明显的EVA黄变老化和涂锡带的加速腐蚀锈斑。 晶体硅光伏组件内部的密封性与组件的耐候性密切相关、但寒外长时闻工作中的日晒雨淋和昼夜温差造成组件内水汽冷凝和聚集常常使致密封装后的组件处于危险境地。本文试验证实EVA阻水性能是确保组件可靠性和耐候性的重要指标。同时,使用悬滴法对交联后EVA进行接触角测评,是评价EVA阻水性能的一种客观快捷的途径。 |