Perspectiva de Dinâmica Molecular:Em ambientes de alta temperatura e umidade, o movimento molecular dentro do material aumenta ainda mais. Para os materiais poliméricos, o aumento da temperatura e da umidade aumentará significativamente a energia de movimento térmico de sua cadeia molecular, o movimento do segmento da cadeia molecular será mais rápido, a disposição originalmente estreita entre as cadeias moleculares se tornará mais solta e o espaço aumentará. Tome o material de embalagem do componente fotovoltaico EVA, por exemplo, em condições de alta temperatura e umidade, sua cadeia molecular é mais propensa a grandes lacunas, as moléculas de vapor de água não só podem passar pela lacuna gerada em altas temperaturas, mas também podem usar o efeito de agregação e difusão de vapor de água em ambientes de alta umidade para penetrar mais facilmente no interior do material, reduzindo seriamente o desempenho de bloqueio do material. Além disso, de acordo com a Lei de Fick, a alta temperatura e a alta umidade aumentam significativamente o coeficiente de difusão das moléculas de vapor de água no material, e sua velocidade de difusão no material é mais rápida e fácil, enfraquecendo ainda mais a capacidade de bloqueio do vapor de água do material.

Alteração das propriedades químicas e físicas dos materiais:

Mudanças Físicas:Muitos materiais sofrem mudanças físicas mais evidentes em ambientes de alta temperatura e umidade. Os materiais de embalagem termoplásticos em condições de alta temperatura e umidade, a velocidade de transição do estado de vidro mais duro para a alta elástica macia é acelerada, e devido ao efeito da umidade, o volume do material é maior e a estrutura interna se torna mais solta. Por exemplo, o selo no componente fotovoltaico, em alta temperatura e umidade, a sua expansão de volume aumenta, tornando mais fácil a aparição de pequenas fendas na vedação, e uma grande quantidade de vapor de água e oxigênio podem facilmente entrar no interior do componente fotovoltaico através dessas fendas.

Alterações químicas:Altas temperaturas e umidade também provocam mudanças químicas mais complexas no material. Nos materiais de componentes fotovoltaicos, as ligações químicas são mais fáceis de quebrar ou reorganizar nesse ambiente. Para materiais que contêm aditivos, a decomposição do aditivo em altas temperaturas e umidade pode ser acelerada, gerando mais substâncias de pequenas moléculas que não só formam mais canais dentro do material, mas também podem reagir com o vapor de água, alterando a estrutura química do material para torná-lo mais permeável pelo vapor de água e oxigênio. Os materiais que contêm ligações carbono-hidrogênio (C - H), na presença de alta temperatura, alta umidade e oxigênio, a taxa de reação de oxidação é acelerada e a propriedade de bloqueio do material é mais grave.

Tome o copolímero de vinilo-acetato de vinilo (EVA), por exemplo, a temperatura normal através da interação da cadeia molecular, tem um certo efeito de bloqueio sobre o vapor de água e o oxigênio, e tem boa flexibilidade e adesividade, pode embalar bem a pilha de bateria com outros materiais componentes. Quando em ambientes de alta temperatura e umidade, a redução do desempenho de bloqueio de EVA é mais significativa. Por um lado, EVA como um material termoplástico, o movimento da cadeia molecular em altas temperaturas e umidade é intenso e o espaço entre as cadeias moleculares aumenta ainda mais; Por outro lado, os componentes de acetato de vinilo (VA) em EVA aceleram a reação de decomposição em altas temperaturas e umidade, aumentando a quantidade de substâncias moléculares pequenas produzidas, estes fatores interagem para que a taxa de permeabilidade do vapor de água de EVA seja multiplicada em relação à temperatura normal, o que é extremamente desfavorável para a proteção de componentes como pilhas de bateria dentro do componente fotovoltaico.

1. Método de teste

Teste de permeabilidade do vapor de água

Método de sensores infravermelhos:Detectar a concentração de vapor de água através do material com sensores de infravermelho. Em ambientes de teste de alta temperatura e umidade, o material é colocado entre o sensor e a fonte de vapor de água, que mede a quantidade de vapor de água que passa pelo material em tempo real e, em seguida, calcula rapidamente a taxa de passagem do vapor de água. Por exemplo, o medidor de permeabilidade de vapor de água W413 2.0 da Standard R&D de Guangzhou com a plataforma de teste de folha fotovoltaica GB-YBT pode medir com precisão o desempenho de permeabilidade de vapor de água do material em condições de alta temperatura e umidade simuladas.

▲Y310 2.0 medidor de permeabilidade de oxigênio + GB-YBT310 plataforma de teste de folha fotovoltaica

Na indústria fotovoltaica, os requisitos de permeabilidade de vapor de água para materiais de placa traseira são diferentes em diferentes países e regiões. Empresas japonesas como Sharp e Kyocera exigem rigorosos requisitos, devem ser inferiores a 0,3 g/m²·dia; Os requisitos para produtos semelhantes na Alemanha e Áustria são de 1,6 g/m²/dia, enquanto os padrões industriais nacionais exigem um WVTR inferior a 2,5 g/m²/dia. Para os indicadores de desempenho de bloqueio, como a taxa de transmissão do vapor de água e a taxa de transmissão do oxigênio, existem padrões de gama de conformidade correspondentes. Se os resultados dos testes de propriedade de bloqueio do material em altas temperaturas e umidade excedem esses padrões, o material pode não ser adequado para componentes fotovoltaicos ou precisar de melhorias adicionais em sua formulação e processos de produção para garantir a confiabilidade, durabilidade e segurança dos componentes fotovoltaicos em ambientes reais de aplicações de altas temperaturas e umidade.