摘要：水蒸氣透過率是表征太陽能背板（膜）對外界水蒸氣（濕氣）阻隔性能的重要性能指標,，可有效監(jiān)測太陽能背板對內(nèi)部電池組件的保護性能的強弱,，避免太陽能電池在外界環(huán)境下被氧化。本文利用濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研發(fā)制造的C330H水蒸氣透過率測試系統(tǒng)對太陽能背板（膜）進行水蒸氣透過率測試,，并簡述了設備的參數(shù),、適用范圍及試驗過程，從而為太陽能設備生產(chǎn)行業(yè)如何驗證太陽能背板材料對外界濕氣的阻隔性提供參考,。
關(guān)鍵詞：水蒸氣透過率,、阻濕性、水蒸氣阻隔性,、太陽能背板（膜）、太陽能電池,、電池氧化,、水蒸氣透過率測試系統(tǒng)
1、意義
太陽能設備中核心部件即太陽能電池板,，它可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,，使得可再生能源與清潔能源被開發(fā)利用。而目前太陽能產(chǎn)品使用年限大多被要求需滿足25年以上,，因此其關(guān)鍵組件太陽能電池背板（本文簡稱太陽能背板）必須對內(nèi)部光伏組件的電池片具有非常高的保護作用,。太陽能電池模組一般由“光伏玻璃-EVA膠膜-太陽能電池板-EVA膠膜-背板"疊合于鋁合金框內(nèi)，現(xiàn)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背板的阻隔性較高,，其為PVF（或PVDF）/PET/PVF（PVDF）的三層復合膜。
因太陽能電池模組長期放置在室外,，所以背板必須具有非常好的絕緣性,、阻水性,、耐老化等性能，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，即對外界濕氣的阻隔性指標,。如果背板（膜）的水蒸氣透過率較大,，即對外界空氣中水蒸氣（濕氣）的阻隔性較差，則濕氣會滲入背板至太陽能背板內(nèi)部,，使得EVA所擁有的粘結(jié)性能發(fā)生劣變,，導致背板與EVA脫離，導致更多的濕氣接觸到電池片而使電池片被氧化,。本文采用濟南蘭光機電技術(shù)有限公司自主研制的W3/330水蒸氣透過率測試系統(tǒng)對太陽能背板（膜）進行水蒸氣透過率測試,，以求驗證太陽能背板材料對外界濕氣的阻隔性如何。
圖1 太陽能電池模組結(jié)構(gòu)圖
圖2 太陽能背板材料
2,、現(xiàn)狀
目前,，國內(nèi)有關(guān)軟塑材料水蒸氣透過率的測試方法有稱重法(杯式法)、電解法,、濕度法與紅外法,，可參考的方法標準有GB 1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸氣性試驗方法杯式法》、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氣透過率的測定——電解傳感器法》,、GB/T 30412-2013《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定濕度傳感器法》(已發(fā)布，2014年12月1號實施),。
本文采用電解法測試肉松包裝的水蒸氣透過率,，所依據(jù)的標準為GB/T 21529-2008《塑料薄膜和薄片水蒸氣透過率的測定——電解傳感器法》。
3,、試驗樣品
某品牌太陽能電池背板（膜）,。
4、試驗設備
本文采用的試驗設備為Labthink蘭光C330H水蒸氣透過率測試系統(tǒng),。
圖3 C330H水蒸氣透過率測試系統(tǒng)
4.1 試驗原理
C330H采用電解傳感器法測試原理,，將預先處理好的試樣夾緊于測試腔之間，具有穩(wěn)定相對濕度的氮氣在薄膜的一側(cè)流動,，干燥氮氣在薄膜的另一側(cè)流動,；由于濕度差的存在，水蒸氣會從高濕側(cè)穿過薄膜擴散到低濕側(cè),；在低濕側(cè),，透過的水蒸氣被流動的干燥氮氣攜帶至電解水分傳感器，不同的水蒸氣濃度產(chǎn)生不同的電量,，通過分析計算得出濃度數(shù)值,，進而計算試樣的水蒸氣透過率,。對于包裝件而言，干燥氮氣則在包裝件內(nèi)流動,，包裝件外側(cè)處于高濕狀態(tài),。
4.2 設備參數(shù)
l 薄膜類試樣測試范圍0.005～50 g/(m2·day)(標準)，容器類試樣測試范圍為0.000025～0.25 g/(pkg·day),，0.001 g/(m2·day) ,。
l 試驗的溫度范圍為10℃ ~ 55℃，控溫精度為±0.2℃,；濕度范圍為5%RH～90%RH,，100%RH，控濕精度為±1%RH,。
l 設備先進流體力學和熱力學設計的測試集成塊,，三個測試腔均可獨立設計，試驗過程互不干擾,，試驗結(jié)果獨立顯示,。
l 儀器搭載Labthink自主研制的新型電解法水分分析傳感器，具有優(yōu)異的精準性,、重復性和壽命,。
l 設備測試腔各自安裝溫濕度傳感器監(jiān)測溫濕度情況，控制測試過程更加精準,。
l 搭載高性能處理器和Windows10操作系統(tǒng),，通用各種軟件和設備；支持DataShieldTM數(shù)據(jù)盾系統(tǒng),，對接用戶數(shù)據(jù)集中管理要求,，支持多種數(shù)據(jù)格式導出。
4.3 適用范圍
(1) 本設備適用于薄膜類,、片材類、紙張,、紙板及其復合材料類,、容器類等包裝件的水蒸氣透過率的測試。其中薄膜類包括各種塑料薄膜,、塑料復合膜,、紙塑復合膜、共擠膜,、鍍鋁膜,、鋁箔、鋁箔復合膜,、玻纖鋁箔紙復合膜等,；片材類包括各種工程塑料,、橡膠、建材等片狀材料,，如PP片材,、PVC片材、PVDC片材等,；紙張,、紙板及其復合材料類包括紙張、紙板等,，如煙包鍍鋁紙,、紙鋁塑復合片材等；該設備還可擴展用于太陽能背板,、液晶顯示屏膜,、醫(yī)藥泡罩、藥品塑料瓶,、無菌護創(chuàng)膜,、汽車油箱、電池塑料外殼等特殊包裝件水蒸氣透過率的測試,。
容器類包括塑料,、橡膠、紙,、紙塑復合,、玻璃、金屬等材料做成的瓶,、袋,、罐、盒,、桶的水蒸氣透過率測試,，如可樂瓶、花生油桶,、真空包裝袋,、金屬包裝袋、金屬三片罐,、塑料化妝品軟管包裝,、牙膏軟管包裝、果凍杯等,。
(2) 本設備符合ISO 15106-3,、ASTM F3299、GB/T 21529、YBB 00092003-2015等多項國家和國際標準,。
5,、試驗過程
(1) 用專用裁樣器從試樣表面裁取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,、試驗濕度等參數(shù)信息,。
(4) 調(diào)節(jié)氮氣的壓力，使測試腔內(nèi)的濕度達到設定值,，并通過氮氣流量調(diào)節(jié)旋鈕,，使上、下腔內(nèi)的氮氣流量達到標準規(guī)定值,。
(5) 點擊開始試驗選項,，試驗開始。儀器自動記錄試驗過程中低濕側(cè)的水分子含量變化,，并計算出最終的試驗結(jié)果,。
圖4 試樣裝夾過程
6、試驗結(jié)果
3個樣品的水蒸氣透過率測試值分別為：1.2405 g/(m2·24h),、1.3114 g/(m2·24h),、1.3075 g/(m2·24h)。
7,、結(jié)論
C330H水蒸氣透過率測試系統(tǒng)是專業(yè)用于薄膜,、片材、容器對外界水蒸氣阻隔性能的檢測設備,，具有檢測精度高,、測試結(jié)果重復性好等優(yōu)點，通過對太陽能背板（膜）水蒸氣透過率的測試可有效監(jiān)控太陽能電池的使用期限,。除水蒸氣透過率檢測設備外,，Labthink蘭光還可為您提供可測試太陽能背板（膜）拉伸性能及剝離強度的拉力試驗機等物理機械強度性能的檢測設備，有關(guān)設備的具體信息您可登陸濟南蘭光公司網(wǎng)站查看或致電咨詢,。愈了解,，愈信任！濟南蘭光機電技術(shù)有限公司愿借此與行業(yè)中的企事業(yè)單位增進技術(shù)交流與合作,。
21
立即詢價
您提交后,，專屬客服將第一時間為您服務