太（tài）陽能背板水蒸氣透過率測（cè）試方法分（fèn）析及儀器選（xuǎn）擇要點（diǎn）

作者：濟南MD传媒视频機電（diàn）技術（shù）有限公司

摘要：太陽能背（bèi）板是太陽能電池組（zǔ）件的重要組成部分，除（chú）了（le）要具備良好的耐候（hòu）性、防震性和可靠的絕緣性外，還（hái）要具備較高的阻水性能，而水蒸氣透過率（lǜ）是衡量其性能（néng）的重要指標，也（yě）是相關企業必須關（guān）注和控（kòng）製的指標。

關（guān）鍵詞：阻水性、電解法、太陽能背板、水（shuǐ）蒸（zhēng）氣透（tòu）過率、W3/330

正文：

　　隨著可再生能源的發展和使用（yòng），以及國（guó）家政策的提倡和鼓勵（lì），太陽能電池組件作為一種技術相對成熟的清潔能源，正在被越（yuè）來越多的應用到工業生產和日常生活中。太陽能電池組件依次由光伏玻璃（lí）、EVA、太陽能電池片、EVA和太陽能背板層疊組合而成。作為太陽能電池組件最外麵（miàn）的保護層，太陽能背板（bǎn）對電池片（piàn）起到了（le）重要（yào）的保護（hù）和支撐作用，是太（tài）陽能電池（chí）組件的重（chóng）要組成部分。由於太陽能電池產品的使用要求年限較長，為（wéi）滿足此條件，背板材料除了要具備（bèi）良好的耐候性、防震性和可靠的絕緣性外，還要具備較高的阻水性能。若太陽能背板阻水性能不（bú）良，則空氣中的濕氣會透過太陽能背板進入（rù）到（dào）內側，影響到EVA的粘（zhān）結性能，導致背板與EVA脫（tuō）離，進而使更多濕（shī）氣直接接觸太陽（yáng）能電池片而使電池片被氧化，影響電池壽（shòu）命。因此，阻水性能是衡量（liàng）太陽能電池背板性（xìng）能的重要指標，其主要反映在材料的水（shuǐ）蒸氣透過率（lǜ）數據中。

1、太陽能背板的水蒸氣透過率檢測方法

　　目前，行業內檢測水蒸氣透過率均采用電解法：具有穩定相對濕度的氮氣在薄膜的一側流動，幹燥氮氣在（zài）薄膜的另一側流動（dòng）；由於（yú）濕度梯度的存在，水蒸氣會（huì）從高濕（shī）側穿過薄膜擴散到（dào）低濕側（cè）；在低濕側，透過的水蒸氣被流動的幹燥氮氣攜帶至傳感器，進入傳感器時會產生同比例（lì）的電信號，通過對傳感器電信號的分析計算，從而得出（chū）試樣（yàng）的（de）水蒸氣透過率等參數（shù）。下圖為電解法測試示意圖：

圖1：電解法測試原理

 2、水蒸氣（qì）透過率測試儀器選擇要點

2.1測試精度

　　測試精度是選擇一款測量儀器最為重要的指標（biāo），直接關係到試（shì）驗的成功與否，更關係到企業生產工藝的科學（xué）性和產（chǎn）品質量控製。測試精（jīng）度主要取決於兩個方麵（miàn）：①機械結構和元器件（jiàn）。內部結構是儀器整體的骨幹，最大程度決定著儀器的測（cè）試精（jīng）度，而元器件作為儀（yí）器（qì）內（nèi）部（bù）的核心要素，其精密性、耐久性則會影響測試精度的長期穩定性。②控溫（wēn）控濕能力。在實際應用中，太陽能背板可能會麵臨高溫或寒冷，潮濕或幹燥的環境。在這（zhè）種非常態的環境中，材料的阻隔性會表（biǎo）現出（chū）極大的差異，因而這一特性要求檢測儀器具備較強且精確的控溫控濕能力。

2.2試驗過（guò）程判斷

　　在滲透（tòu）過程中，水蒸氣需要經曆一個非平衡態（滲透不穩定）再到達平衡態（滲透（tòu）穩定），而測定材料的水蒸氣透（tòu）過參數（shù）一定要（yào）在平衡態下（xià）進行，否則數據就是錯誤的。而對於電解（jiě）傳感器法而言，進入滲透過程後隻要單位時間內進（jìn）入傳感器的水蒸氣（qì）含量不超（chāo）過傳（chuán）感器的（de）測量上限檢測就可以無限期延長直（zhí）到（dào）傳感器消耗殆盡，所以按照試驗時間的長短（duǎn）判定（dìng）試驗能否結束是非常不可取的（de）。如果隻通過操作人員（yuán）的觀察（chá）來判斷滲透過程是否達到穩定，則會致使測試數據準確（què）性（xìng）降低以及測試數據重複性（xìng）變差。GB/T 21529-2008《塑料（liào）薄膜和薄片水蒸（zhēng）氣透過率的測定（dìng） 電解傳感器法》規定：“按一定的時間間隔定時測量電解電流的變化量，當相鄰3次電（diàn）流采樣值波動幅度不大於5%時，可視為電流已保持恒定，水蒸氣滲透（tòu）達到穩（wěn）定狀態。”因此，在（zài）選擇試（shì）驗儀器時，要重點關注該儀器的試驗過程的判斷模式是否符合國家標準規（guī）定，以及是（shì）否設置多種判斷模式來滿足日常檢測時遇到的各種材料和情況。

2.3測（cè）試效率

　　根據標準規（guī）定，每種測試材（cái）料至少獲得三組測試數據才可（kě）得出（chū）可靠的檢測結果。目前（qián），水蒸氣透過率測試儀有單測試腔和多測試腔之分。采用多腔測試儀（yí）器，可同時完成同類（lèi）三（sān）個試樣檢測，大幅提高（gāo）了工作效率。

3、試驗過程演（yǎn）示

3.1 試驗條件

　　試驗溫濕度應滿足（zú）GB/T 2918中的規定，控製實驗室溫度為38℃，濕度為90%RH。注意周圍空（kōng）間盡量不能有強電磁輻射幹擾。試驗（yàn）方（fāng）法選擇電解法（fǎ）。

3.2 試驗儀器

　　本項試驗選用LabthinkMD传媒视频W3/330水蒸氣透過率測試係統（tǒng）。該（gāi）款儀器采用電解法測試原（yuán）理，可同時進行三個試樣的（de）檢測。

3.3 試樣製備

　　選擇（zé）沒有皺折、褶（zhě）痕、針孔、汙漬，厚度均勻的（de）試樣。如圖2所示，把待取（qǔ）試樣（yàng）平放在黑色橡膠墊上，然後將菱形取樣（yàng）器（菱形（xíng））放在試樣上，用（yòng）鋒利的取樣刀或壁紙刀（dāo）沿取樣器的（de）四邊取樣，完成試樣的製取（qǔ），然後用隨機附帶的（de）專用製孔器加工出2個φ6.3mm孔。

圖2：試樣製取

 3.4 試驗過程

將取好的試樣裝夾在測試上腔（圖3），然後把測試（shì）上腔裝夾在機（jī）器上。進入主控計算機係統內設置試驗（yàn）參數，包含試驗模式、試驗循環測試、試驗時間、測試間（jiān）隔等。接下來根據測試需要選擇“加熱（rè）”或“製冷（lěng）”來設置溫（wēn）濕度。全部（bù）試驗參數（shù）設（shè）置完成後，點“開始試驗”按鈕（niǔ）開始測試（圖4）。試（shì）驗（yàn）自動結束，軟件中顯示（shì）結果為水蒸氣透過率1.1787g/(m2·24h)

圖3：試樣夾裝

圖4：試樣測試

　　太陽能背板作為電池片（piàn）的（de）保護和支撐材料，對（duì）太陽能（néng）電池（chí）的（de）壽命起著至關重（chóng）要（yào）的影響。其水蒸氣透過率（lǜ）測試可有效評判背板材料的阻水性，從（cóng）新（xīn）的角度提出太陽能（néng）電池產品的質量控製要求（qiú），為（wéi）預估太（tài）陽能（néng）電池的使用期限提供了可靠（kào）的判斷標準。