太陽（yáng）能背板(膜)對外界水蒸（zhēng）氣阻隔性能的監測方案

1、意（yì）義

　　太陽能設（shè）備中核（hé）心部件即太陽能電池板，它可以將太陽能轉化為電能，使（shǐ）得可再生能源與（yǔ）清潔（jié）能源被開發利用（yòng）。而目前太陽能（néng）產品使用年限大多被（bèi）要求需滿足25年以上，因此其（qí）關鍵組件太陽能電池背板（本（běn）文簡稱太陽能背板）必須（xū）對內部光伏組件的電池片具有極高（gāo）的保（bǎo）護作（zuò）用。太陽能電池模組一般由“光（guāng）伏玻璃-EVA膠膜-太陽能電池板-EVA膠（jiāo）膜-背（bèi）板”疊合於鋁合金（jīn）框內，現在常用的太陽能背板材料主要有TPT背板、BBF背板、TPE背板、EVA背板等，其中TPT背板（bǎn）的（de）阻隔性較高，其（qí）為PVF（或PVDF）/PET/PVF（PVDF）的三層複合膜。

　　因太（tài）陽能（néng）電池模組長期放置在室外，所以背（bèi）板必須（xū）具（jù）有極（jí）好的絕緣性、阻水性、耐（nài）老化等性能，同時應具有較高的剝離強度、拉伸強度及良好的熱收縮率等性能，其中最重要的指標是水蒸氣透過率（lǜ），即對外（wài）界濕氣（qì）的阻（zǔ）隔性指標（biāo）。如（rú）果背板（膜）的（de）水蒸氣透過率較大（dà），即（jí）對外界空（kōng）氣中水蒸氣（濕氣）的阻隔性較差，則濕氣會滲入背板至太（tài）陽能背板內部，使得EVA所擁有（yǒu）的粘結性能發生劣變，導致背（bèi）板與EVA脫離，導致更（gèng）多的濕氣接觸到電池片而使（shǐ）電（diàn）池片被氧化。本文采用濟南蘭（lán）光機電技術有限公司自主研（yán）製的（de）W3/330水蒸氣透過率測試係統對太陽能背（bèi）板（膜）進行水（shuǐ）蒸氣透過率（lǜ）測試，以（yǐ）求（qiú）驗證太陽能背板材料對外界濕氣的阻（zǔ）隔性如（rú）何。

圖1　太陽能電池模組（zǔ）結構（gòu）圖

圖2　太陽能背板材料

2、現（xiàn）狀

　　目前，國內有（yǒu）關軟（ruǎn）塑材料水蒸（zhēng）氣透（tòu）過率的測試方法有稱（chēng）重（chóng）法(杯式法)、電解法、濕度法與紅外法，可（kě）參（cān）考的方法標準有GB 1037-1988《塑料（liào）薄膜和片材透水蒸（zhēng）氣性（xìng）試（shì）驗方法杯式（shì）法》、GB/T 16928-1997《包裝材料試驗方法透濕率》、GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸（zhēng）氣透過率的測定——電解傳感器法》、GB/T30412-2013《塑料薄膜和（hé）薄片水蒸氣透（tòu）過率的測定濕度傳感器法》(已（yǐ）發布，2014年12月1號實施)。

　　本文采用電解法測試肉鬆包裝的水蒸氣透過（guò）率，所依據的標準（zhǔn）為GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定——電（diàn）解傳感器法》。

3、試驗（yàn）樣品

　　某品牌（pái）太（tài）陽能電（diàn）池背板（膜）。

4、試驗設備

　　本文采用的試（shì）驗設備為Labthink17C.COMW3/330水蒸氣（qì）透過（guò）率測試係統。

4.1 試驗原理

　　W3/330采用電解傳（chuán）感（gǎn）器法測試（shì）原理（lǐ），具（jù）有穩定（dìng）相對濕度的氮氣（qì）在薄膜的一（yī）側流動，幹燥氮氣在薄膜的（de）另一側流動；由於濕度梯度的存在，水蒸氣會從高濕側穿（chuān）過薄（báo）膜擴（kuò）散（sàn）到低濕側；在低濕側，透過的水蒸氣被流動的幹（gàn）燥氮氣攜帶至傳感器，進入傳感器時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（ér）得出試樣的水蒸氣透（tòu）過率等參數。對於包裝容器而（ér）言（yán），幹燥氮氣則在容器內流動，容器外側處於高濕狀態。

4.2 設備參數

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

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

l  設備配置了三個測試腔，三個測試腔均可獨立設計，試驗過程互不幹擾，試驗（yàn）結（jié）果獨立顯示。

l  係統（tǒng）最多可支持（chí）10台儀（yí）器並行連接，建立30個試樣同時試驗的高效係統。

l  提供標準（zhǔn）膜用於係統校準（zhǔn），保證檢測數據的準確性和通用（yòng）性。

l  可與氧氣透過率測試係（xì）統搭配，組成（chéng）混合測試係統，由一台（tái）計算（suàn）機統一控製，實現水蒸氣（qì）、氧氣透過率同時測試的高效、便（biàn）捷的試驗方法。

4.3 適用範圍

(1)本設備適用於薄膜類、片材類、紙張、紙（zhǐ）板及其複合材料類、容器類等包裝件的水（shuǐ）蒸氣（qì）透（tòu）過率的測（cè）試。其中薄膜（mó）類包括（kuò）各種塑料薄膜、塑料複合膜、紙塑複合膜、共擠膜、鍍（dù）鋁膜、鋁箔、鋁（lǚ）箔複合膜、玻纖鋁箔紙複合膜等；片材類包括各種（zhǒng）工（gōng）程塑料、橡膠、建材等片（piàn）狀材料，如PP片材、PVC片材、PVDC片（piàn）材等；紙張、紙板及其複合材料類包（bāo）括紙張、紙板等，如煙（yān）包鍍（dù）鋁紙、紙鋁塑複合片材等；該（gāi）設備還可擴展用於太（tài）陽能背板、液晶（jīng）顯示屏膜、醫藥泡罩、藥（yào）品塑料瓶、無菌護創膜、汽車油箱、電池塑（sù）料（liào）外（wài）殼等特殊包（bāo）裝件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（děng）材料（liào）做成的瓶、袋、罐（guàn）、盒、桶的水蒸氣透過率測試，如可樂瓶、花（huā）生油桶、利樂包裝、真空包裝袋、金屬包裝袋、金屬三片罐、塑料化（huà）妝品軟管包裝、牙膏軟管包裝、果凍杯等。

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

5、試驗過程

(1)用專用裁樣器從試（shì）樣表麵裁取108 mm × 108 mm的樣品3片。

(2)將3片樣品分別裝夾在儀器的3個測試腔上，擰緊測試腔。

(3)設置樣品厚度、試驗溫度、試（shì）驗濕度等參（cān）數信息。

(4)調節氮（dàn）氣的壓力，使測（cè）試腔內的濕度達到設（shè）定值（zhí），並通（tōng）過氮氣流量調節旋鈕，使（shǐ）上、下腔內的氮氣流量達到標準規定值。

(5)點擊開始試驗選項，試（shì）驗開始（shǐ）。儀器自（zì）動記錄試驗過程中低濕側的水分子含量變化（huà），並（bìng）計算出最終的試驗（yàn）結果。

圖4　試樣裝夾過程

6、試驗結果

　　3個樣（yàng）品的水蒸氣透過率測試值分別為：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（lǜ）測試（shì）係統是專業用於薄膜、片材、容器對外（wài）界水蒸氣阻隔（gé）性能的（de）檢測設備，具有檢測精度高、測試結果重複性好等優點，通過（guò）對太陽能背板（膜）水蒸氣透過率的測試可有效監控（kòng）太陽能電池的使用期限。除（chú）水蒸氣透過率檢測設備外，Labthink17C.COM還可為您提供可（kě）測試太陽能背板（膜）拉伸性能及剝離強度的拉（lā）力試驗機等物理機（jī）械（xiè）強度性（xìng）能的檢測設備，有關（guān）設備的（de）具體信息您可登陸濟南17C.COM公司網站查看或致電0531-85068566谘詢。愈了解，愈信任！濟南（nán）17C.COM機電技術有限公司願借此與行業（yè）中的企事（shì）業單位增（zēng）進技術交流與合作（zuò）。