光伏背板材料老化试验

光伏背板材料老化试验是通过模拟自然环境中的光、热、湿、温等条件，评估背板材料的耐候性和长期稳定性。其核心目的是验证材料在长期户外使用中的抗老化能力，确保光伏组件在复杂气候下的可靠性。试验通过加速老化手段（如紫外线辐射、湿热循环等）缩短测试周期，结合力学性能、电学性能和外观变化等指标，为材料选型、工艺优化及国际标准合规性提供数据支撑。

光伏背板材料老化试验目的

1、评估材料在紫外线、温湿度交替等环境下的耐候性，预测实际使用寿命，降低光伏组件因背板老化导致的功率衰减风险。

2、验证材料对水汽阻隔、电气绝缘等关键性能的稳定性，防止PID（电势诱导衰减）现象发生，确保组件长期发电效率。

3、筛选符合IEC 61215、IEC 61730等国际标准的背板材料，满足双85（85℃/85%RH）严苛测试要求，提升产品市场准入竞争力。

光伏背板材料老化试验方法

1、紫外线加速老化：采用氙灯或UVB荧光灯模拟太阳光谱，通过循环辐照（如1000小时QUV测试）评估黄变、龟裂等光老化现象。

2、湿热老化试验：在恒温恒湿箱（如85℃/85%RH）中持续暴露，测试材料水解稳定性及层间粘接强度变化。

3、温度冲击测试：快速切换高温（+85℃）与低温（-40℃）环境，验证材料热膨胀系数匹配性及冷热交变下的机械性能。

光伏背板材料老化试验分类

1、按老化因素：光老化（UV）、湿热老化（Damp Heat）、热氧老化（Thermal Oxidation）、化学腐蚀老化（如酸雨模拟）。

2、按测试模式：单一因素老化（如纯UV试验）、复合老化（UV+DH循环）、顺序老化（先湿热后机械载荷）。

3、按评估维度：定性测试（目视检查分层、气泡）、定量测试（透水率、击穿电压、拉伸强度保留率）。

光伏背板材料老化试验技术

1、光谱匹配技术：使用带日光过滤器的氙灯，确保紫外波段（280-400nm）与自然光光谱偏差≤5%。

2、多应力耦合技术：同步施加UV辐射、湿热环境及机械应力，模拟沙漠地区昼夜温差与沙尘磨损复合工况。

3、原位检测技术：集成红外光谱（FTIR）在线监测材料分子链断裂、羰基指数变化等微观结构退化过程。

光伏背板材料老化试验步骤

1、样品制备：裁切背板样品至标准尺寸（如150×200mm），清洁表面并标记测试面。

2、预调节：在23±2℃/50±5%RH环境中放置24小时，消除加工应力影响。

3、参数设定：根据IEC标准设定试验箱参数（如0.55W/m²@340nm紫外线强度，60℃黑板温度）。

4、周期监控：每168小时停机检测样品外观、重量及透光率，记录裂纹扩展或分层情况。

5、终结测试：完成规定周期后，进行水蒸气透过率（WVTR）、介电强度等破坏性检测。

光伏背板材料老化试验所需设备

1、紫外老化试验箱：配备UVA-340或UVB-313灯管，支持辐照度闭环控制（如Q-Lab QUV系列）。

2、湿热试验箱：温湿度范围覆盖-70℃~+150℃/10%~98%RH，具备露点防结露功能（如ESPEC PH系列）。

3、万能材料试验机：测量老化前后拉伸强度（ASTM D882）、剥离强度（EN 28510-1）等力学性能。

4、水蒸气透过率测试仪：采用红外传感器法（ISO 15106-3）或电解法（ASTM F1249）检测阻隔性能。

光伏背板材料老化试验参考标准

1、IEC 61215-2:2021：地面用晶体硅光伏组件设计鉴定要求，规定湿热老化（1000h@85℃/85%RH）及UV预处理（15kWh/m²）测试流程。

2、IEC 62788-7-2:2020：光伏组件用背板加速老化试验方法，明确紫外、湿热、温度循环等测试序列。

3、ASTM G154-16：非金属材料荧光紫外灯曝露试验操作标准，定义UV光照/冷凝循环参数。

4、ISO 4892-3:2016：塑料实验室光源暴露方法第3部分：紫外荧光灯，规范辐照度校准及样品架旋转要求。

5、GB/T 31034-2014：晶体硅光伏组件用绝缘背板，规定水汽渗透率≤2.0g/(m²·day)等技术指标。

6、UL 1703:2018：平板光伏组件安全标准，包含燃烧性、耐电弧等背板附加测试要求。

7、JIS C 8935:2019：光伏组件用背板材料试验方法，涵盖耐候性、尺寸稳定性等11项测试。

8、EN 62788-1-4:2020：光伏材料测量程序第1-4部分：封装材料加速老化试验。

9、TUV Rheinland 2 PfG 2684/04.21：背板材料认证规范，要求通过3000小时双85测试后拉伸强度保留率≥80%。

10、CSA C450-17：光伏组件用聚合物材料耐候性评价，规定氙灯老化（2500kJ/m²）与机械性能关联分析方法。

光伏背板材料老化试验注意事项

1、光谱校准：每500小时需用辐射计校准氙灯光强，避免因灯管老化导致UV剂量偏差超过±10%。

2、样品间距：确保试验箱内样品间距≥50mm，防止热辐射叠加效应影响测试均一性。

3、边缘防护：对样品非测试面涂覆硅胶密封，避免边缘吸水导致数据失真。

4、数据可比性：不同设备型号（如QUV与Q-SUN）的测试结果需通过转换系数（如0.6倍辐照时间）进行等效处理。

光伏背板材料老化试验合规判定

1、性能阈值：通过IEC 61215测试需满足：黄变指数Δb*≤3，透水率增幅≤30%，剥离强度≥40N/cm。

2、失效模式：出现≥3mm分层、击穿电压下降50%或透光率变化超过5%即判定不合格。

3、数据完整性：需提供至少3个平行样品的测试数据，变异系数（CV）超过15%需重新试验。

光伏背板材料老化试验应用场景

1、高纬度地区：验证背板在低角度UV长期照射（如北欧冬季）下的抗脆化能力。

2、沿海电站：评估盐雾腐蚀与湿热协同作用对PET基材水解的影响。

3、BIPV组件：测试背板在建筑一体化场景中承受热应力（-40℃~+120℃）的蠕变性能。

4、双面组件：针对透明背板（如玻璃/氟膜复合结构）进行双面UV老化与机械载荷耦合试验。