Lab Companion太陽能模組試驗(yàn)

太陽能是一種可再生能源，是指太陽的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光線，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。在化石燃料日趨減少的情況下，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分并不斷得到發(fā)展。太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源，所以相關(guān)的太陽能研究與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)也加緊腳步的發(fā)展進(jìn)行。太陽能模組在研究以及生產(chǎn)過程中，制訂了相關(guān)的可靠度試驗(yàn)與環(huán)境試驗(yàn)的規(guī)范，以確保太陽能電池模組可以耐用20～30年以上的時(shí)間；并且在戶外環(huán)境的使用下，確保其發(fā)電轉(zhuǎn)換率。

太陽能模組HAST與PCT試驗(yàn)說明
濕熱試驗(yàn)(Damp heat)試驗(yàn)IEC61215-10-13：
濕熱試驗(yàn)的條件是85℃/85%R.H.、時(shí)間：1000小時(shí)，確定模組抵抗?jié)駳忾L期滲透之能力，透過濕熱試驗(yàn)可找出的瑕疵：CELL脫層、EVA(脫層、變色、產(chǎn)生氣泡、霧化、褐變)、串連線變黑、TCO腐蝕、銲點(diǎn)腐蝕、Thin-film變黃變色、接線盒脫膠脫落..等，但是依據(jù)相關(guān)Solar廠的試驗(yàn)結(jié)果，其1000小時(shí)是不夠的，實(shí)際狀況發(fā)現(xiàn)能夠讓模組發(fā)生問題的時(shí)間至少需要3000～5000小時(shí)以上。
HAST [Highly-Accelerated Temperature and Humidity Stress Test]試驗(yàn)方法：
HAST是英文Highly-Accelerated Temperature and Humidity Stress Test的簡稱。是以溫度和濕度的環(huán)境參數(shù)為主體的高度加速耐濕評(píng)價(jià)試驗(yàn)法。HAST與PCT [Pressure Cooker Test]兩個(gè)試驗(yàn)是不一樣的，HAST稱為不飽和試驗(yàn)，而PCT則是飽和濕度試驗(yàn)，與一般耐濕性評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法最大差異在于它是處于100℃以上的溫濕度領(lǐng)域中，而且是在高密度的水蒸氣環(huán)境中的試驗(yàn)。HAST的目的是利用試驗(yàn)槽內(nèi)的水蒸氣壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于試樣內(nèi)部的水蒸氣分壓的特點(diǎn)，加速水分侵入試樣內(nèi)部進(jìn)行耐濕性評(píng)價(jià)的試驗(yàn)。
JESD22-A118[Accelerated Moisture Resistance-Unbiased]試驗(yàn)規(guī)范與條件(HAST無偏壓試驗(yàn))：
用來評(píng)價(jià)器件在潮濕環(huán)境中的可靠性，即施加嚴(yán)酷的溫度、濕度及提高水汽壓力通過外部保護(hù)材料（包封料或密封料）或沿著外部保護(hù)材料和金屬導(dǎo)體介面的滲透，其失效機(jī)制與[85℃/85%RH]高溫高濕穩(wěn)態(tài)濕度壽命試驗(yàn)(JESD22-A101-B)相同，該試驗(yàn)過程未施加偏壓以確保失效機(jī)制不被偏壓所掩蓋，該試驗(yàn)用來確定封裝體內(nèi)的失效機(jī)制，樣品處于非凝結(jié)的濕度環(huán)境中，僅僅溫度提高一些，其失效機(jī)制與未加偏壓的[85℃/85%RH]高溫高濕穩(wěn)態(tài)濕度壽命試驗(yàn)相同，需要注意，由于吸收的水汽會(huì)降低大多數(shù)聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)非真實(shí)的失效模式。
85℃/85%/1000H(JESD22-A101)→110 ℃/85%/264H(JESD22-A110、A118)
規(guī)范：JEDEC22-A110(加偏壓)、JEDEC22-A118(無偏壓)
常用條件：110℃/85%R.H./264h 適用：PET、EVA、模組

PCT [Pressure Cooker Test]試驗(yàn)方法：
一般稱為壓力鍋蒸煮試驗(yàn)或是飽和蒸汽試驗(yàn)，最主要是將待測(cè)品置于嚴(yán)苛之溫度、飽和濕度(100%R.H.)[飽和水蒸氣]及壓力環(huán)境下測(cè)試，測(cè)試代測(cè)品耐高濕能力，針對(duì)太陽能封裝材料或是模組，用來進(jìn)行材料吸濕率試驗(yàn)、高壓蒸煮..等試驗(yàn)?zāi)康?，如果待測(cè)品是Cell的話，則用來測(cè)試Cell之抗?jié)駳饽芰?，待測(cè)品被放置嚴(yán)苛的溫濕度以及壓力環(huán)境下測(cè)試，如果封裝的不好，濕氣會(huì)沿者膠體或膠體與導(dǎo)線架之介面滲入封裝體之中，常見的故裝原因：爆米花效應(yīng)、金屬導(dǎo)線腐蝕造成之?dāng)嗦?、封裝體引腳間因污染造成之短路..等相關(guān)問題，與HAST的加速老化是不一樣的。
PCT的JESD22-A102試驗(yàn)規(guī)范與條件：
用來評(píng)價(jià)非氣密封裝器件在水汽凝結(jié)或飽和水汽環(huán)境下抵御水汽的完整性，樣品在高壓下處于凝結(jié)的、高濕度環(huán)境中，以使水汽進(jìn)入封裝體內(nèi)，暴露出封裝中的弱點(diǎn)，如分層和金屬化層的腐蝕。該試驗(yàn)用來評(píng)價(jià)新的封裝結(jié)構(gòu)或封裝體中材料、設(shè)計(jì)的更新，應(yīng)該注意，在該試驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)一些與實(shí)際應(yīng)用情況不符的內(nèi)部或外部失效機(jī)制。由于吸收的水汽會(huì)降低大多數(shù)聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)非真實(shí)的失效模式。
試驗(yàn)條件：121℃/100%R.H./80h(COVEME)、200h[toyalSolar]
適用：PET、EVA、模組
壓力鍋(PCT) 和高度加速壽命試驗(yàn)設(shè)備(HAST)：
目前大多太陽能材料與模組能承受長期的DHB(溫濕度+偏壓)試驗(yàn)而不會(huì)失效，爲(wèi)了提高試驗(yàn)效率、縮短試驗(yàn)時(shí)間，採用了壓力鍋試驗(yàn)方法。壓力鍋試驗(yàn)方法主要分成兩種類型：即PCT與HAST，如果透過HAST試驗(yàn)?zāi)軌蛘页鎏柲芊庋b材料與模組的瑕疵，達(dá)到減少1%的退化，就會(huì)降低10%的LCOE[Levelized Cost of Electricity(實(shí)際能源產(chǎn)值，每度電的發(fā)電成本)]，而PCT試驗(yàn)的目的提高環(huán)境應(yīng)力(溫度&濕度)，暴露于超過一大氣壓的潤濕蒸汽壓中，用來評(píng)定模組的密封效果與背板吸濕狀況。

審核編輯 黃宇