光伏胶膜（EVA/POE）、背板

光伏封装材料（胶膜与背板）的作用是保护核心的电池片，其失效直接导致组件功率衰减甚至报废。因此，检测的核心是 “耐候性” 和 “可靠性”。

核心检测理念

检测不再是单一的初始性能测试，而是聚焦于：

1. 环境应力：光、热、湿、氧、冷热交替。

2. 机械应力：风、雪、冰雹、安装受力。

3. 化学应力：酸碱雨、盐雾、氨气等。

4. 综合应力：以上多种应力的叠加作用，这是最接近真实场景的测试。

一、 光伏胶膜专用场景化检测要求

胶膜（EVA/POE）的核心功能是粘接、透光、保护电池。其失效模式主要是黄变、脱层、水解、老化导致功率衰减。

1. 光学性能与耐老化测试

• 模拟场景：长期户外日照，高温高湿。

• 检测要求：

  • 初始光学性能：

    • 透光率：要求高（通常 > 91%），减少入射光损失。

    • 雾度：要求低，确保光线直射，减少散射。

  • 紫外老化测试：

    • 条件：在特定温度（如60°C）、UV强度下辐照数百小时（如UVA-340灯管，15kWh/m²等效户外多年）。

    • 指标：辐照后透光率保持率、黄化指数变化（ΔYI）。优秀胶膜ΔYI应极小，防止因黄变导致组件短路电流下降。

  • 湿热老化测试：

    • 条件：双85测试（85°C / 85% RH），持续1000小时以上（甚至3000小时）。

    • 指标：

      • 外观：有无黄变、表面发粘或龟裂。

      • 交联度：确保老化后交联度稳定，不发生水解或降解。

      • 与玻璃/背板的剥离强度：评估耐水解老化后的粘接性能是否下降。

2. 粘接性能与可靠性测试

• 模拟场景：层压工艺、昼夜温差导致的界面应力、湿气入侵导致脱层。

• 检测要求：

  • 初始剥离强度：

    • 方法：将胶膜与玻璃、背板层压后，测试90°或180°剥离强度。

    • 要求：初始强度高，且为内聚破坏（材料在胶膜内部断裂），证明粘接良好。

  • 老化后剥离强度：

    • 方法：经过紫外老化、湿热老化后，再次测试剥离强度。

    • 要求：强度衰减率需在标准范围内，且不能出现粘附破坏（界面脱开），这是脱层风险的直接体现。

  • PID测试后的界面分析：

    • 场景：适用于POE，因其优异的抗PID性能。

    • 方法：组件进行PID测试后，拆解观察胶膜与电池、玻璃的界面是否有腐蚀、脱层现象。

3. 耐候性与环境耐受测试

• 模拟场景：酸雨、盐雾（沿海电站）、氨气（农牧区电站）。

• 检测要求：

  • 耐盐雾测试：评估胶膜及界面在盐雾环境下的抗腐蚀能力。

  • 耐氨气测试：评估在氨气氛围下，胶膜是否被腐蚀、黄变或失去粘性。

4. 工艺适应性测试

• 模拟场景：层压机内的实际制造过程。

• 检测要求：

  • 交联度与固化特性：

    • 指标：测试层压后的交联度，确保在工艺窗口内（通常75%-90%）。交联度过低导致粘接不足，过高导致脆化。

    • 方法：使用DSC测量固化起始温度和峰值温度，优化层压工艺。

  • 流动性与收缩率：

    • 指标：影响层压外观和电池串偏移。

  • 体积电阻率：

    • 指标：特别是对POE，其高体积电阻率是抗PID的关键，需在老化前后保持稳定。

二、 背板专用场景化检测要求

背板的核心功能是绝缘、防潮、耐候保护。其失效模式主要是开裂、黄变、脱层、透水率上升。

1. 机械强度与耐磨损测试

• 模拟场景：运输、安装、风沙磨损、冰雹撞击、雪载。

• 检测要求：

  • 拉伸强度与断裂伸长率：

    • 初始值：保证背板有足够的机械强度。

    • 老化后保留率：经过老化后，断裂伸长率大幅下降是材料脆化的标志，极易导致开裂。

  • 落球冲击/落镖冲击：模拟冰雹撞击，背板不应开裂。

  • 耐撕裂强度：防止安装和运输中的破损。

  • 耐磨耗性：抵抗风沙的长期磨蚀。

2. 阻隔性能测试

• 模拟场景：阻止外界水汽、氧气侵入组件内部。

• 检测要求：

  • 水汽透过率：

    • 指标：核心指标，要求极低（如 < 2 g/m²·day）。高水汽透过率会加速电池片和EVA的腐蚀与老化。

    • 老化后WVTR：评估在长期使用后，阻隔性能是否衰减。

  • 氧气透过率：防止内部材料被氧化。

3. 耐候性与环境耐受测试

• 模拟场景：紫外线辐射（背面）、干湿交替、化学腐蚀。

• 检测要求：

  • 紫外老化测试：

    • 条件：对背板外层（空气侧）进行强紫外辐照。

    • 指标：

      • 黄变指数变化。

      • 机械性能保留率（拉伸强度、伸长率），伸长率保留率是抗开裂的关键。

      • 色差。

  • 湿热老化测试：

    • 条件：双85测试，1000-3000小时。

    • 指标：

      • 外观：有无分层、起泡、粉化、黄变。

      • 层间剥离力：评估背板各层（如PET/氟膜/胶粘剂）之间的结合力是否因湿热而下降。

  • 湿冻测试：

    • 条件：高温高湿（如85°C/85%RH）和低温（如-40°C）循环，模拟昼夜与季节温差。

    • 指标：评估在热胀冷缩应力下，背板结构的完整性。

  • 耐盐雾/耐氨气测试：同胶膜，评估背板外层的耐化学腐蚀性能。

4. 电气绝缘性能测试

• 模拟场景：雨天、高湿环境下的高压运行。

• 检测要求：

  • 体积电阻率：要求高，确保绝缘。

  • 击穿电压：要求高，防止高压击穿。

  • 耐电弧性：抵抗表面漏电起弧。

总结：场景化检测要求清单

结论：

对光伏胶膜和背板的检测，是一个预测其长期性能的加速实验过程。通过上述场景化的严苛测试，可以筛选出能满足25年以上户外使用要求的优质材料，为光伏电站的长期稳定发电和投资回报率提供最基础的材料保障。