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太阳能发电 |
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利用MOCON设备检测太阳能电池背板的水汽阻隔性能 |
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作者：北京丹贝尔仪器 左晓峰 来源：Ringer |
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绿色环保的可再生能源正逐渐受到人们的重视，尤其是太阳能发展迅速。在未来世界能源结构中，太阳能光伏发电将占有越来越大的比重。作为太阳能电池重要组件之一的背板也迎来了其广阔的发展前景。
1. 太阳能电池寿命与背板材料
为了使太阳能电池保持最佳工作状态并维持25年的使用寿命，所用背板材料必须具有抗紫外线、水汽阻隔、耐气候等特性。TPT和TPE是两种国际市场上比较常见的太阳能电池背板结构。此外还有BBF、特殊PET材料以及DNP、PVDF等。目前，国内已有不少生产厂商也在积极开发太阳能光电背板新材料。这些结构性封装材料用于太阳能电池的衬底，有效地防止了介质尤其是水、氧、腐蚀性气液体（如酸雨）等对EVA的侵蚀和对太阳能电池片的影响，对太阳能电池起到很好的保护作用。
2. 背板材料水汽阻隔性测试
水汽阻隔性能可以通过水蒸汽的渗透率来衡量，渗透率越低，表明阻隔性能越好。影响渗透率或阻隔性的因素有环境（温度，相对湿度）和材料本身（结晶度、分子间吸引力、添加剂以及样品厚度等）。
水汽通常由高分子背材通过渗透进入封装体系，渗透测试可衡量包装材料对产品所提供的保护效果。目前日本夏普、京瓷等官方均要求背板材料水蒸气透过率必须低于0.3g/m2/day，而德国、奥地利的同类产品的要求为1.6g/m2/day，美国同类产品为4.3g/m2/day。国内很多公司开发的产品，其水蒸气透过率大多在3g/m2/day以下。提高材料的水汽阻隔性能可以通过在PET上添加不同的涂层如Al2O3 , SiOx 或其它专利涂层。
3. 封装粘接剂材料水汽阻隔性测试
除了从背板直接渗透入电池内，水汽还会通过接缝处进入封装体系，而且进入后的水汽会削弱界面间的粘接力，从而使多层结构背材产生层间剥离现象。因此封装粘接剂的水汽阻隔性也是非常重要的性能。常用的封装粘接剂(PVS)有室温固化硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、透明双氧树酯、聚醋酸乙烯等。
由于太阳能电池实际使用的最高温度会高达70、80℃以上，我们需要分别在38℃、100℃，100%RH的条件下进行测试。但这些常用的封装粘接剂在高温下会变软，无法维持片材形状，我们可以按下列方法准备测试样品：先剪下30cm2大小的PVS样品, 同时准备两片30 cm2的多孔性薄膜,置于样品的上下两面以维持被测粘接剂的形状，然后再用两片20cm2的铝箔面罩来固定上述样品（见图1）
图1
样片制成后，可直接在MOCON透湿仪的测试腔里进行38℃、100%RH的测试，或者装在一个外挂式测试腔中，放入高温烘箱中进行85℃、100%RH的测试（见图2）
图2
4.水汽阻隔性测试国际标准介绍
美国MOCON公司作为高分子聚合物材料渗透性测试研究的先导，已经从事专业研究和仪器生产40余年。它的测试技术和仪器帮助建立了很多ASTM、ISO、TAPPI等相关标准。MOCON拥有一个全世界最大的渗透性能测试的商业实验室，已经为太阳能行业的客户提供了几千个测试数据。目前，欧美、韩日等国的背板材料生产商及检测机构大多使用MOCON设备用于产品研发及质量控制，MOCON红外传感器透湿仪所符合的ASTM F1249标准已经成为太阳能行业的通用标准，因为红外传感器具备的测试精度高、不易衰减、稳定性好等特点，是其它种类的水蒸气传感器所无法企及的。
5. 总结
MOCON的产品在国际上享有很高声誉，是全球唯一一家提供符合ISO、ASTM、TAPPI、JIS、DIN等众多国际标准的渗透率测试仪供应商（见表2），多种型号的测试设备可以满足不同客户的需求。其水蒸汽透过率检测仪能精准控制对渗透率起重要影响作用的温度和相对湿度，从而得到可靠准确的数据。北京丹贝尔公司作为MOCON的中国独家代理商，一直以来以专业的技术、优质的服务赢得各领域用户的一致好评。(end)
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(6/2/2010) |
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