薄膜太阳能验证测试程序.pdf

說明： 要提升太陽能電池模組的發電效率，以及提供對抗環境氣候變化所引起的耗損保護，確保太陽能模EVA膜的基本功能：1. 固定太陽能電池及連接電路導線提供 Cell 絕緣保護2. 進行光學藕合3. 提供適度的機械強度4. 提供熱傳導途徑EVA主要特性：1. 耐熱、耐低溫、抗濕及耐候性2. 對金屬玻璃及塑膠具良好的接著性3. 柔韌性 &彈性4. 高透光性5. 耐衝擊性6. 低溫繞曲性太陽能電池相關材料的熱傳導係數： ( 在溫度 27℃ (300 K) 的熱傳導係數 k值 ) 說明： EVA為用於組合太陽能電池的接著劑，因其具有強力之接著能力，柔軟性及延伸率，故適合用於接合兩種鋁： 229～ 237 W/(m· K)鍍膜鋁合金： 144 W/(m· K)矽晶片： 80～ 148 W/(m· K)玻璃： 0.76 ～ 1.38 W/(m · K)EVA： 0.35 W/(m · K)TPT： 0.614 W/(m · K)EVA相關規範：ASTM D-150：固體電絕緣材料的 ( 恒久電介質 ) 的交流損耗特性和介電常數的測試方法ASTM E-424：片材的太陽能量傳輸性和反射性 ( 陸地上 ) 的試驗方法ASTM D-570：塑膠吸水率的試驗方法ASTM D-638：塑膠拉伸性能測試ASTM D-871：測試乙酸纖維素的試驗方法ASTM E-895：水溶液中有機化合物水解率常數測定ASTM D-1416：合成橡膠的測試方法化學分析ASTM D-2240：硬度計硬度的標準試驗方法ASTM D-2990：塑膠的張力壓縮彎曲變形及蠕變破裂的試驗方法ASTM D-3012：用雙軸旋轉器測定丙烯塑膠的熱氧化穩定性的試驗方法ASTM E-462：包裝膜的試驗方法ASTM E-424：簿板材料的太陽能傳播和反射的試驗方法太陽能模組 EVA膜介紹ASTM F-1249：標準水蒸氣傳輸率的測試方法 (EVA吸濕規範)ASTM F-1282：聚乙烯 / 鋁 / 聚乙烯 (PE-AL-PE)複合材料ASTM E-1356：用差示掃描量熱法測定玻璃透過溫度的標準試驗GB9963：鋼化玻璃GB531：硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗方法 (www.kson.com.tw)GB528：硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定GB2059：銅及銅合金帶材GB2410：透明塑膠透光率和霧度試驗方法GB2790：膠粘劑 180度剝離強度測定方法GB2828：抽樣標準GB3190：變形鋁及鋁合金化學成分GB3199：鋁及鋁合金加工產品的包裝 標誌 運輸 貯存GB4957：非磁性金屬基體上非導電覆蓋層厚度測量渦流方法GB5237：鋁合金建築型材GB7124：膠粘劑拉伸剪切強度測定方法GB8014：鋁及鋁合金陽極氧化氧化膜厚度的測量方法GB14952：鋁及鋁合金陽極氧化陽極氧化膜封孔品質的評定磷鉻酸法IEC 60664-1 ：內設備的絕緣配合的低電壓系統 - 第 1部分IEC 61215：晶矽太陽光電模組測試標準IEC 61646：薄膜太陽光電模組測試標準IEC 61730：太陽能電池系統安全鑒定 - 結構與測試要求IEC 62321-2008 ：電子電氣產品測定六種限制物質鉛汞鎘六價鉻多溴聯苯多溴聯苯醚的濃度JIS K-6854 膠粘劑粘合組件剝離強度的測定第 1部分 90度剝離 JIS K-7105 ：塑膠光學特性試驗方法JIS K-7113 ：塑膠拉伸性的試驗方法JIS B-7516 ：金屬製直尺EVA外觀檢查：無折痕、無污點、平整、半透明、無污邊、壓花清晰EVA材料性能參數：熔融指數：影響 EVA的濃化速度軟化點：影響 EVA開始軟化的溫度點透光率：對於不同的光譜分佈有不同的透過率，這裡主要指的是在 AM1.5的光譜分佈下的透過率密度：膠聯後的密度比熱：膠聯後的比熱，反應膠聯後的 EVA吸收相同熱量的情況下溫度升高數值的大小熱導率：膠聯後的熱導率，反應膠聯後的 EVA的熱導性能玻璃化溫度：反應 EVA的抗低溫性能 (www.kson.com.tw)斷裂張力強度：膠聯後的 EVA斷裂張力強度，反映了 EVA膠聯後的抗斷裂機械強度斷裂延長率：膠聯後的 EVA斷裂延長率，反映了 EVA膠聯後的張力大小吸水性：直接影響其對電池片 Cell 的密封性能膠聯率： EVA的膠聯率直接影響到他的抗滲水性剝離強度：反應 EVA與剝離之間的黏接強度EVA可靠度試驗目的：確認 EVA的耐候性、透光性、接著力、吸收變形量之能力、以及吸收物理衝撞之能力、壓合EVA老化試驗設備與項目：恆溫恆濕機 ( 高溫、低溫、高溫高濕 ) 、高低溫箱 ( 溫度循環 ) 、紫外線試驗機 (UV)EVA老化試驗所使用的恆溫恆濕機EVA在高溫高濕下試驗的老化與吸濕狀況EVA老化試驗的待測品樣式：EVA待測品樣式一 (5cm*5cm)：玻璃 / EVA/ 濕度紙 /EVA/玻璃 疊合EVA待測品樣式二：玻璃 / EVA/ 導通銅片 /EVA/玻璃 疊合說明：透過慶聲科技恆溫恆濕機與導通電阻電量測系統，進行 EVA裡面的低電阻量測，透過試驗過程中導通電阻EVA經過溫度循環、濕冷凍、濕熱三種試驗後， EVA與 Backsheet的特性變化：( ↑：上升、↓：下降)EVA：Backsheet ：黃變↑ 內層泛黃↑開裂↑ 內層及 PET層發生裂紋↑霧化↑ 反射率↓透明度↓ EVA-UV試驗：說明：試驗 EVA對於承受紫外線 (UV)照射之衰減能力，經過長時間的 UV照射下， EVA膜會出現褐變、穿透率下降.EVA環境試驗項目與試驗條件： (www.kson.com.tw)濕熱： 85℃／ RH 85%； 1,000 hrs熱循環： -40℃～ 85℃； 50 cycles濕冷凍測試： -40℃～ 85℃／ RH 85%； 10 times UV： 280~385nm/ 1000w/200hrs ( 不龜裂不變色)EVA試驗條件 (NREL)： (www.kson.com.tw)高溫試驗： 95℃～ 105℃ /1000h濕熱： 85℃ /85%R.H./>1000h[1500h]溫循： -40℃←→ 85℃ />200Cycles( 無氣泡、無龜裂、無脫黏、無變色、無熱漲冷縮)UV老化： 0.72W/m2、 1000 hrs 、 60℃ ( 不龜裂、不變色 ) 戶外： >加州日照 6個月EVA在濕熱試驗 (Damp heat test) 下的特性變化實例：變色、霧化、褐變、脫層EVA褐變 EVA脫層 高溫高濕對 EVA黏合強度的比較：說明： EVA膜在 65℃ /85%R.H.與 85℃ /85%R.H.兩個不同的濕熱條件 (www.kson.com.tw) ，進行黏合強度的退化比較EVA-HAST不飽和加壓蒸氣試驗：目的：由於 EVA膜在 85℃ /85%R.H.需試驗 1000小時以上，等於至少需要 42天，為了能夠縮短試驗時間加速其試驗試驗條件： 110℃ /85%R.H./264hEVA-PCT壓力蒸煮鍋試驗：目的： EVA的 PCT試驗是提高環境應力 ( 溫度 &濕度 ) ，使 EVA暴露於超過一大氣壓的潤濕蒸汽壓中，用來評定 EVA的試驗條件： 121℃ /100%R.H.試驗時間： 80h(COVEME) / 200h(toyal Solar)EVA與 CELL黏合拉力試驗：EVA： 3～ 6Mpa非 EVA材料： 15MpaEVA補充其他資訊：1.EVA的吸水性會直接影響其對電池片的密封性能2.WVTR < 1× 10-6g/m2/day(NREL建議 PV的 WVTR)3.EVA的膠聯度直接影響到他的抗滲水性，建議 EVA與 cell 的膠聯度需大於 60%以上4. 當膠聯度達到 60%以上，不再發生熱漲冷縮5.EVA的膠聯度直接影響到組件的性能及使用壽命 (www.kson.com.tw)6. 未經改性的 EVA內聚強度低，易產生熱漲冷縮導致晶片碎裂7.EVA剝離強度：縱向≧ 20N/cm、橫向≧ 20N/cm8. 封裝膜初期透光率不低於 90%， 30年內部衰退率不低於 5%英文 &簡稱 中文 說明 DH(Damp Heat) 濕熱試驗 85oC/85%RH高溫高濕試驗 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 乙烯醋酸乙烯共聚物 固定太陽能電池及連接電路導線，提供 Cell 絕緣保護 Insulation Test 絕緣測試 在每一項測試後均需要作測試，因為經過嚴苛的測試後，模組就有可能發生漏電現Laminate 層壓機 在真空條件下把多層物質進行壓合 HAST(Highly Accelerated Stress Test) 高度加速壽命試驗 提高環境應力 ( 如：溫度 ) 與工作應力 ( 施加給產品Maximum Power Determination 最大功率的測定 在進行各項測試前後，需作最大功率的量測，用以判斷衰減是Measurement of Temperature Coefficients 溫度係數的測量 量測出模組的電流、電壓和最大功率，以推斷出PVB(Polyvinyl Butyral) 聚乙烯醇缩丁醛 強韌而富熱可塑性，可用於強調安全性極高的建材之中 PVF 聚氟乙烯薄膜 提供太陽能模組有較佳的抗腐蝕與抗 UV性能 RH(Relative Humidity) 相對濕度 Silane 矽烷 TC(Thermal Cycling) 溫度循環 確定 EVA於溫度重複變化時，引起的疲勞和熱失效、或其他應力失效 Tedlar 氟化物 ( 氟素 ) TPT 聚氟乙烯複合膜 用於太陽能模組背面，作為保護模組背面的封裝材料 THB(Temperature Humidity Bias) 溫濕度 +偏壓 Visual Inspection 目視檢查 以目視判定模組內外是否有缺陷，主要執行在各項測驗前及測驗後 陽能模組的使用壽命，其 EVA佔了很重要的角色， EVA在常溫下無黏性且據抗黏性，在太陽能電池封裝過程經過於接合兩種不同膨脹係數的材料 (www.kson.com.tw) 。之能力、壓合過程之破損率 等。機 (UV)中導通電阻值的變化，判定 EVA水氣滲透的情形，並且觀察銅片的氧化腐蝕情形。穿透率下降 等問題。度的退化比較，發現在 65℃ /85%R.H.試驗 5000小時之後，其退化效益不高，但是 EVA在 85℃ /85%R.H.的試驗環境下，加速其試驗速度，需提高環境應力 ( 溫度 &濕度 &壓力 ) ，在不飽和濕度 (85%R.H.)環境下進行加快試驗過程。來評定 EVA的密封效果與 EVA吸濕狀況 (www.kson.com.tw) 。緣保護 能發生漏電現象 施加給產品的電壓、負荷 . 等 ) ，加快試驗過程，縮短產品的壽命試驗時間 判斷衰減是否超過 5%，若測試項目無特別要求則為 8% ，以推斷出溫度係數 程經過一定條件熱壓後， EVA便產生熔融黏接與膠聯固化，屬於熱固化的熱融膠膜，固化後的 EVA膠膜變的完全驗環境下，很快失去黏著力， 250小時就有很明顯的黏合強度降低情形。程。的完全透明，有相當高的透光性，固化後的 EVA能承受大氣變化並且具有彈性，將太陽能的 cell 晶片封包起來包起來，與上層玻璃還有下層 TPT，利用真空層壓技術黏為一體 (www.kson.com.tw) 。