太陽能背板(膜)對外界水蒸氣阻隔性能的監測?

水蒸氣透過率是表徵太陽能背板(膜)對外界水蒸氣(溼氣)阻隔性能的重要性能指標,可有效監測太陽能背板對內部電池組件的保護性能的強弱,避免太陽能電池在外界環境下被氧化。本文利用W3/330水蒸氣透過率測試系統對太陽能背板(膜)進行水蒸氣透過率測試,為如何驗證太陽能背板材料對外界溼氣的阻隔性提供參考。

工具/原料

太陽能電池背板材料(膜)

W3/330水蒸氣透過率測試系統

檢測意義

因太陽能電池模組長期放置在室外,所以背板必須具有極好的絕緣性、阻水性、耐老化等性能,同時應具有較高的剝離強度、拉伸強度及良好的熱收縮率等性能,其中最重要的指標是水蒸氣透過率,即對外界溼氣的阻隔性指標。如果背板(膜)的水蒸氣透過率較大,即對外界空氣中水蒸氣(溼氣)的阻隔性較差,則溼氣會滲入背板至太陽能背板內部,使得EVA所擁有的粘結性能發生劣變,導致背板與EVA脫離,導致更多的溼氣接觸到電池片而使電池片被氧化。本文采用W3/330水蒸氣透過率測試系統對太陽能背板(膜)進行水蒸氣透過率測試,以求驗證太陽能背板材料對外界溼氣的阻隔性如何。

太陽能背板(膜)對外界水蒸氣阻隔性能的監測

現狀

目前,國內有關軟塑材料水蒸氣透過率的測試方法有稱重法(杯式法)、電解法、溼度法與紅外法,可參考的方法標準有GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法 杯式法》、GB/T 16928-1997《包裝材料試驗方法 透溼率》、GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定——電解傳感器法》、GB/T 30412-2013《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定 溼度傳感器法》(已發佈,2014年12月1號實施)。

本文采用電解法測試肉鬆包裝的水蒸氣透過率,所依據的標準為GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定——電解傳感器法》。

太陽能背板(膜)對外界水蒸氣阻隔性能的監測

試驗原理

採用電解傳感器法測試原理,具有穩定相對溼度的氮氣在薄膜的一側流動,乾燥氮氣在薄膜的另一側流動;由於溼度梯度的存在,水蒸氣會從高溼側穿過薄膜擴散到低溼側;在低溼側,透過的水蒸氣被流動的乾燥氮氣攜帶至傳感器,進入傳感器時會產生同比例的電信號,通過對傳感器電信號的分析計算,從而得出試樣的水蒸氣透過率等參數。對於包裝容器而言,乾燥氮氣則在容器內流動,容器外側處於高溼狀態。

太陽能背板(膜)對外界水蒸氣阻隔性能的監測

試驗步驟

用專用裁樣器從試樣表面裁取108 mm × 108 mm的樣品3片。

將3片樣品分別裝夾在儀器的3個測試腔上,擰緊測試腔。

設置樣品厚度、試驗溫度、試驗溼度等參數信息。

調節氮氣的壓力,使測試腔內的溼度達到設定值,並通過氮氣流量調節旋鈕,使上、下腔內的氮氣流量達到標準規定值。

點擊開始試驗選項,試驗開始。儀器自動記錄試驗過程中低溼側的水分子含量變化,並計算出最終的試驗結果。

試驗結果

3個樣品的水蒸氣透過率測試值分別為:1.2405 g/(m2·24h)、1.3114 g/(m2·24h)、1.3075 g/(m2·24h)。

適用範圍

適用於薄膜類、片材類、紙張、紙板及其複合材料類、容器類等包裝件的水蒸氣透過率的測試。其中薄膜類包括各種塑料薄膜、塑料複合膜、紙塑複合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔、鋁箔複合膜、玻纖鋁箔紙複合膜等;片材類包括各種工程塑料、橡膠、建材等片狀材料,如PP片材、PVC片材、PVDC片材等;紙張、紙板及其複合材料類包括紙張、紙板等,如煙包鍍鋁紙、紙鋁塑複合片材等;該設備還可擴展用於太陽能背板、液晶顯示屏膜、醫藥泡罩、藥品塑料瓶、無菌護創膜、汽車油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過率的測試。

容器類包括塑料、橡膠、紙、紙塑複合、玻璃、金屬等材料做成的瓶、袋、罐、盒、桶的水蒸氣透過率測試,如可樂瓶、花生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬包裝袋、金屬三片罐、塑料化妝品軟管包裝、牙膏軟管包裝、果凍杯等。

符合GB/T 21529、ISO 15106-3、DIN 53122-2、YBB 00092003等多項國家和國際標準。

結論

W3/330水蒸氣透過率測試系統是專業用於薄膜、片材、容器對外界水蒸氣阻隔性能的檢測設備,具有檢測精度高、測試結果重複性好等優點,通過對太陽能背板(膜)水蒸氣透過率的測試可有效監控太陽能電池的使用期限。

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