EVA在光伏組件中加速降解測試

目前光伏組件的主要失效模式包括腐蝕、分層、變色、裂紋和斷裂等，其中封裝材料變色和分層是主要問題，占總失效模式的 60%。封裝材料退化的主要原因是水分、熱量和紫外線，為了測試評估光伏組件，需要對封裝材料的降解情況進行分析?！?/span>美能光伏」溫濕度綜合環(huán)境試驗箱，采用可實現(xiàn)自動化、操作簡便化的溫濕度控制系統(tǒng)以及各種節(jié)能新技術，模擬測試所需環(huán)境；紫外老化試驗箱為了驗證光伏組件經(jīng)過紫外光照后性能變化而設計的紫外測試系統(tǒng)。

EVA降解

封裝劑對光伏組件起到了結構支撐，電氣隔離、物理隔離以及對外部有害環(huán)境因素的物理保護作用。根據(jù)近年的數(shù)據(jù)報告，到目前為止使用的組件中最常見的降解模式是封裝劑變色(45%)，其次是分層(14%)、熱點(11%)、電池斷裂(9%)、二極管/接線盒斷裂(8%)和玻璃破損(4%)?？梢钥闯觯庋b劑變色和分層是主要問題，占總失效模式的60%。

顯著退化模式餅狀圖

用作封裝劑的材料包括EVA、POE、TPU、PVB、PDMS和硅膠，其中EVA因其成本低熱穩(wěn)定性高而成為PV應用的主導封裝劑。

不同封裝材料市場份額占比

EVA分層

EVA 在高濕度和高溫條件下會失去粘附強度，導致封裝材料分層，這會增加水分滲透路徑，加速電池腐蝕和功率損失。

光伏組件中的分層現(xiàn)象

EVA變色

光伏組件功率損失的主要原因由于封裝材料變色從而導致短路電流減少所引起的。EVA 的變色主要由紫外線輻射、水分暴露和溫度高于50℃引起，會導致聚合物化學結構的變化。

EVA光熱降解機理

EVA 的變色通常從淺黃色到深棕色，如果變色繼續(xù)，會阻止太陽光的進入，造成功率損失。并且會導致光伏組件工作溫度上升，加速EVA的降解。

EVA 加速測試方法和分析

IEC 61215 規(guī)定了晶體硅組件在一般戶外氣候下運行的批準要求，其中濕熱試驗、濕度凍結試驗、熱循環(huán)試驗和紫外老化試驗會影響封裝材料。

IEC 61215測試條件

UV試驗：

紫外老化測試使用280-400nm的光譜范圍，在60±5°C下共照射15kWh/m2 的輻射。用于分析聚合物問題，如封裝劑分層、粘附和彈性損失、變色以及背板降解導致的接地故障等。隨著紫外輻照度增加，降解會加速。

熱循環(huán)試驗：

熱循環(huán)試驗通常用于檢查互連斷裂、電池斷裂、焊料粘結失效、接線盒粘附和組件連接失效等問題。熱循環(huán)測試從-40°C到90°C重復550個循環(huán)，熱循環(huán)后 EVA 的變色會導致透射率降低，從而導致電流減小。Pmax從34.6 W下降到26.6 W，Isc從7.39a下降到6.2a。

濕熱和濕凍試驗：

EVA 吸濕性強，穩(wěn)定性差。在85℃下進行1000小時的濕熱試驗，濕熱降解的機制會產(chǎn)生醋酸，促進腐蝕。從而引起EVA發(fā)生分層導致柵極腐蝕，串聯(lián)電阻增加，Voc斜率下降。

濕凍測試中，進行 75 個循環(huán)，光伏組件沒有明顯的功率下降。

模擬UV照射后溫濕度測試組件的結果比未UV照射的組件顯示出更明顯的EVA降解，所以將溫度和UV結合起來進行測試，才能模擬出與實際相似的測試環(huán)境。EVA 降解的主要原因是水分、熱量和紫外線，需要通過參照IEC61215中MQT10、11、12、13標準，使用環(huán)境模擬設備，來模擬長期紫外光照、不同溫濕度環(huán)境，來分析封裝材料的降解，評估光伏組件性能是否會發(fā)生變化。

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱采用可實現(xiàn)自動化、操作簡便化的溫濕度控制系統(tǒng)以及各種節(jié)能新技術，模擬測試所需環(huán)境。在提高可靠性的同時，大幅度降低了電力的消耗。

• 內(nèi)置循環(huán)風道以及長軸通風機，進行有效的熱交換，環(huán)境箱內(nèi)部溫度均勻穩(wěn)定
• 采用進口溫度控制器，實現(xiàn)多段溫度編程，精度高，可靠性好
• 可依據(jù)工程人員的計劃進行高低溫交互試驗

美能紫外老化試驗箱

光伏組件的電池封裝結構中，EVA、硅膠、背板、接線盒及線纜等高分子材料，經(jīng)過長期紫外光照射后，性能會發(fā)生變化。美能紫外老化試驗箱主要用于驗證太陽能組件經(jīng)過紫外光照后性能變化而設計。

• 主要用于測試光伏組件高分子材料性能
• 多功能可定制
• 滿足IEC61215-MQT10、IEC61730-MST54標準

EVA 作為光伏組件中主要的封裝材料，其降解會影響組件的性能和壽命。對EVA 降解的類型、原因和測試方法的進行探究對于提高光伏組件的性能和壽命有重要意義。「美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱滿足IEC 61215標準，采用溫濕度控制系統(tǒng)模擬測試所需環(huán)境。光伏組件的電池封裝結構中，EVA、硅膠、背板、接線盒及線纜等高分子材料，經(jīng)過長期紫外光照射后，性能會發(fā)生變化。美能紫外老化試驗箱主要用于驗證太陽能組件經(jīng)過紫外光照后性能變化而設計。