太陽能背板(膜)對（duì）外界水蒸氣阻隔性能的監測方（fāng）案

1、意義

　　太陽能設備（bèi）中核心部件即太陽能電池板，它可以（yǐ）將太陽能轉化為電能，使得可再生能源與清潔能源（yuán）被開發利用。而目前太陽能產品使用年（nián）限大多被要求需滿足25年以上，因此其關鍵組件太陽能電池（chí）背（bèi）板（bǎn）（本文（wén）簡稱太陽能背板）必須對內部光伏組件的電（diàn）池片具有極高的（de）保護作用。太陽能電池（chí）模組一般由“光（guāng）伏玻璃（lí）-EVA膠膜-太（tài）陽能電（diàn）池板-EVA膠膜-背板”疊（dié）合於鋁合金框內，現在常用的太陽能（néng）背板材料主要有（yǒu）TPT背板、BBF背板、TPE背板、EVA背板等，其中TPT背板的阻隔性（xìng）較高，其為PVF（或PVDF）/PET/PVF（PVDF）的三層複合膜。

　　因太陽能電池模組長期放置在（zài）室外，所以背板必須具有極好的絕緣性、阻水（shuǐ）性、耐老（lǎo）化等性能，同（tóng）時應具有較高的剝離強度、拉伸強度（dù）及良好的熱（rè）收縮率等性（xìng）能，其中最重要的指標是水蒸氣（qì）透過率，即對外界濕氣的阻（zǔ）隔性指標。如果背（bèi）板（膜）的水蒸氣透過率較大，即對外界空氣中水蒸氣（濕（shī）氣）的阻隔性（xìng）較（jiào）差（chà），則濕氣會滲入背板至太陽能背板內部（bù），使（shǐ）得EVA所擁有的（de）粘結性能發生（shēng）劣變（biàn），導致背板與EVA脫離，導致更多的濕氣接觸到電池片而使電池片被（bèi）氧化。本文采用濟南（nán）MD传媒视频（guāng）機電技術有限公司自（zì）主研製的W3/330水蒸氣透過率測試係統對太陽能背板（膜）進行水蒸氣（qì）透過率測試，以（yǐ）求（qiú）驗證太陽能背板材料對外（wài）界濕氣（qì）的阻隔性如何。

圖1　太陽能電池（chí）模組結構圖

圖2　太陽能背板材料

2、現狀

　　目前，國內有關軟塑材料水蒸氣透過率的（de）測試方法有稱重法(杯式法)、電解法、濕度法與紅外法，可（kě）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（fǎ）杯式法》、GB/T 16928-1997《包裝材料試驗方法（fǎ）透濕（shī）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（qì）法》、GB/T30412-2013《塑料薄膜和薄片水蒸氣透（tòu）過率（lǜ）的測（cè）定濕度傳感器法》(已發布，2014年12月1號實施)。

　　本文（wén）采用電（diàn）解法測試肉鬆包裝的水蒸氣透過率，所依（yī）據的標準為GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣（qì）透（tòu）過率的測（cè）定——電解傳感器法》。

3、試驗樣品（pǐn）

　　某品牌太陽能電（diàn）池背板（膜）。

4、試驗設備

　　本文采用的試（shì）驗設（shè）備（bèi）為LabthinkMD传媒视频W3/330水蒸氣透過率測試係統。

4.1 試驗原理

　　W3/330采用電解（jiě）傳感（gǎn）器法測試原理（lǐ），具有穩定相對濕度的氮氣在薄膜的一側流動，幹（gàn）燥氮氣在薄膜（mó）的另一側流動；由於濕度梯度的存在，水蒸氣會從高濕側穿過薄（báo）膜擴散（sàn）到低濕側；在低濕側，透過的水蒸氣被流動（dòng）的幹燥氮氣攜帶至傳感器，進入傳感器時（shí）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（chū）試（shì）樣的水蒸氣透過率等參數。對於包裝容器而（ér）言，幹燥氮氣則（zé）在（zài）容器內流動，容器外側處於高濕狀（zhuàng）態。

4.2 設備參（cān）數

l  薄膜類試樣的常規測試範圍0.001 ~ 40 g/(m²·24h)，可（kě）擴（kuò）展至0.01 ~ 1000 g/(m²·24h)，分（fèn）辨率為0.001 g/(m²·24h)；容器類試樣的測試範圍為0.0001~ 0.2 g/(pkg·24h)，分辨率為0.00001 g/(pkg·24h)。

l  試驗的（de）溫度範圍為15℃ ~ 55℃，控溫（wēn）精度為±0.1℃；濕度範圍為0%RH、35%RH~ 90%RH、100%RH，控濕精（jīng）度為±1%RH。

l  設（shè）備配置（zhì）了三個測試腔，三個測試腔均可獨立設計，試驗過程互不幹擾，試驗（yàn）結果獨（dú）立顯示。

l  係統最（zuì）多可支持10台儀器並行（háng）連接，建立30個試樣同時試（shì）驗的高效係統。

l  提供標準膜用於（yú）係統校準，保證（zhèng）檢測數據的準確性和通用性（xìng）。

l  可與氧氣透過率測試係統搭（dā）配，組成混合測試係（xì）統，由一台計算機統一控製，實現水蒸氣、氧（yǎng）氣透（tòu）過率同時測試的高效、便捷的試驗方法。

4.3 適用範圍

(1)本（běn）設備（bèi）適（shì）用於（yú）薄膜類、片材類（lèi）、紙張、紙板及其（qí）複合材料類、容器類（lèi）等包裝件的水蒸氣透過率的測試。其中薄膜類包括（kuò）各種塑料薄膜、塑料（liào）複合膜、紙塑（sù）複合膜、共擠膜、鍍鋁膜、鋁箔（bó）、鋁（lǚ）箔複合膜（mó）、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（cái）、PVDC片材（cái）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（tài）陽能背（bèi）板、液晶顯示屏膜、醫藥泡罩、藥品塑料瓶、無菌（jun1）護創膜、汽車油箱、電池塑（sù）料外殼等特（tè）殊包裝件（jiàn）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（lè）瓶、花（huā）生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬包（bāo）裝袋、金屬（shǔ）三片罐、塑料化妝品軟管包裝、牙膏軟管包裝、果凍杯等。

(2)本設備符合GB/T 21529、ISO15106-3、DIN 53122-2、YBB00092003等多項國家和國際標準。

5、試驗過程

(1)用專用裁樣器從（cóng）試（shì）樣表麵裁取108 mm × 108 mm的樣（yàng）品（pǐn）3片。

(2)將3片樣品分別裝（zhuāng）夾在儀器的3個測試腔（qiāng）上，擰（nǐng）緊測試腔。

(3)設置樣品厚度、試驗溫度、試驗濕度等參數信息。

(4)調節氮氣（qì）的壓（yā）力，使測試腔內的濕度達到設定值，並通過氮氣流量調節旋鈕，使上、下（xià）腔內的氮氣流量達（dá）到標準規定值。

(5)點擊（jī）開始試驗選項，試驗開始（shǐ）。儀器自動記錄試驗過（guò）程中（zhōng）低濕側的水（shuǐ）分子含量變化，並計算出最終的試驗結果。

圖4　試樣（yàng）裝夾過程

6、試驗結果

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

7、結論

　　W3/330水蒸氣透過率測試係統是專（zhuān）業用於薄（báo）膜、片材、容器（qì）對（duì）外（wài）界水蒸氣阻隔性能的檢測設備，具有（yǒu）檢測精度高、測試結果重複性（xìng）好等優（yōu）點，通過對太陽能背板（膜）水（shuǐ）蒸氣透過（guò）率的測試可有效監控太陽能電池的使用期（qī）限。除水蒸氣透過率檢測（cè）設備外，LabthinkMD传媒视频還可為您提（tí）供可測試太陽能背板（膜）拉伸性能及剝離強度的拉力試驗機等物（wù）理機械強度性能（néng）的檢測設備，有關設備的具體信息（xī）您可登（dēng）陸濟南MD传媒视频公司（sī）網站查看或致電0531-85068566谘詢。愈（yù）了解，愈（yù）信任（rèn）！濟南MD传媒视频機電技術有（yǒu）限（xiàn）公司願借此與行業中的企事業單位增進技術交流與合作。