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光伏组件封装材料耐紫外老化分析

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:本文针对光伏组件封装材料的耐紫外老化性能进行系统评估。核心检测对象包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)胶膜、聚烯烃弹性体(POE)封装材料、复合背板及硅胶密封剂等。关键检测项目聚焦于紫外辐照下的机械性能变化(如拉伸强度保留率)、光学性能衰减(如透光率下降和黄变指数增加)、热稳定性偏移(如玻璃化转变温度变化)以及化学结构完整性(如交联度降低),通过加速老化试验模拟户外长期暴露条件,评估材料耐久性和组件可靠性。

检测项目

机械性能检测:

  • 拉伸性能:拉伸强度保留率(老化后/初始,%)、断裂伸长率变化(Δ%,参照ISO 527-1)
  • 撕裂强度:老化后撕裂力(N,参照ASTM D1004)
  • 压缩性能:压缩模量变化(MPa)
光学性能检测:
  • 透光率:初始值及老化后衰减率(%,参照ASTM D1003)
  • 黄变指数:ΔYI值(参照ASTM E313)
  • 雾度:老化后增加量(%)
热性能检测:
  • 热变形温度:老化前后变化(°C,参照ISO 75)
  • 熔融指数:变化率(g/10min)
  • 玻璃化转变温度:Tg偏移(参照ISO 11357)
化学性能检测:
  • 交联度:凝胶含量(%,溶剂萃取法)
  • 氧化诱导时间:OIT值(min,参照ASTM D3895)
  • 傅里叶变换红外光谱分析:特征峰变化(如C=O峰强度)
电气性能检测:
  • 体积电阻率:老化前后变化(Ω·cm,参照IEC 60093)
  • 表面电阻:老化后值(Ω)
  • 介电强度:击穿电压变化(kV/mm)
老化性能评估:
  • 紫外辐照老化:加速老化周期(按IEC 61215)
  • 湿热老化:湿度85%RH下性能变化
  • 综合老化:UV+湿热循环序列
粘接性能检测:
  • 剥离强度:老化后变化(N/cm,参照ASTM D903)
  • 剪切强度:保留率(%)
  • 粘接耐久性:循环老化后失效模式
尺寸稳定性检测:
  • 收缩率:老化后尺寸变化(%)
  • 翘曲度:测量值(mm)
  • 线性膨胀系数:变化量(10⁻⁶/°C)
耐候性检测:
  • 氙灯老化:按ISO 4892-2标准序列
  • 盐雾测试:腐蚀等级评估
  • 冻融循环:-40°C至85°C性能变化
表面性能检测:
  • 接触角:老化后变化(度)
  • 表面粗糙度:Ra值变化(μm)
  • 耐磨性:磨损深度(μm)

检测范围

1. EVA封装胶膜: 重点检测紫外老化下的交联度降低、黄变指数增加及拉伸强度衰减,评估胶膜透明度和粘接失效风险。

2. POE封装材料: 侧重热稳定性变化、熔融指数偏移及湿热老化下的电气性能保持,测试高温环境中的耐久性。

3. PVB封装材料: 检测光学性能如透光率下降和雾度增加,评估湿气渗透对老化的加速影响。

4. 复合背板(TPT型): 重点评估层间剥离强度变化、表面耐候性及紫外辐照下的尺寸稳定性,防止分层失效。

5. 玻璃前板封装: 检测透光率衰减、抗冲击性能变化及表面腐蚀等级,评估长期户外暴露的光学完整性。

6. 硅胶密封剂: 侧重电气绝缘性能如体积电阻率变化、粘接强度保留及冻融循环下的弹性退化。

7. 聚碳酸酯前板: 检测耐刮擦性、黄变指数增加及热变形温度偏移,评估高辐照区域的性能衰减。

8. PET基背板: 重点评估机械强度如撕裂力变化、耐候性等级及化学结构降解,防止脆化开裂。

9. 氟碳涂层背板: 检测表面接触角变化、耐磨性降低及盐雾测试下的涂层附着力,评估防腐蚀性能。

10. 边缘密封胶: 侧重气密性测试、老化后弹性模量变化及综合循环下的密封失效模式,确保组件边界防护。

检测方法

国际标准:

  • ASTM G154-16 非金属材料紫外光暴露试验标准操作
  • ISO 4892-2:2013 塑料实验室光源暴露方法氙弧灯
  • IEC 61215:2021 地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型
  • ISO 11357-2:2020 塑料差示扫描量热法测定转变温度
国家标准:
  • GB/T 16422.3-2022 塑料实验室光源暴露试验方法第3部分荧光紫外灯
  • GB/T 2423.24-2022 环境试验试验S模拟太阳辐射
  • GB/T 2918-2018 塑料试样状态调节和试验标准环境
  • GB/T 1040.1-2018 塑料拉伸性能测定方法
方法差异说明:GB/T 16422.3标准测试周期采用168小时标准循环而ASTM G154设置不同辐照度参数;IEC 61215包含UV+湿热综合老化序列而GB/T 2423.24侧重单一太阳辐射模拟;ISO 4892-2氙灯光谱匹配日光而ASTM G154使用荧光紫外光源。

检测设备

1. 紫外老化试验箱: QUV/spray型(波长范围290-400nm,辐照度0.68W/m²)

2. 氙灯老化试验箱: Atlas Ci4000型(光谱匹配日光,温度控制范围30-80°C)

3. 万能材料试验机: Instron 5967型(载荷范围0.5N-50kN,精度±0.5%)

4. 分光光度计: PerkinElmer Lambda 950型(波长范围190-3300nm,分辨率0.05nm)

5. FTIR光谱仪: Thermo Nicolet iS50型(分辨率0.5cm⁻¹,检测限0.1%)

6. DSC差示扫描量热仪: TA Instruments Q2000型(温度范围-90°C-600°C,灵敏度0.2μW)

7. 黄变指数仪: X-Rite Color i7型(符合ASTM E313,精度ΔE<0.1)

8. 交联度测试系统: 溶剂萃取装置(凝胶含量测定范围0-100%)

9. 体积电阻率测试仪: Keithley 6517B型(电阻测量范围10⁶-10¹⁶Ω)

10. 表面粗糙度仪: Mitutoyo SJ-210型(Ra测量范围0.05-40μm)

11. 湿热老化箱: ESPEC PR-2J型(温度范围-40°C-150°C,湿度范围10-98%RH)

12. 盐雾试验箱: Q-Fog CCT1100型(符合ASTM B117,喷雾量1-2ml/h)

13. 剥离强度测试机: Instron 3345型(力值范围0.01-5kN)

14. 热变形温度仪: Tinius Olsen HDT3VICAT型(符合ISO 75,温度精度±0.5°C)

15. 接触角测量仪: Dataphysics OCA20型(角度测量精度±0.1°)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

光伏组件封装材料耐紫外老化分析
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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