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太阳能模组HAST与PCT试验说明

作者:江志宏

说明:

湿热试验(Damp heat)试验IEC61215-10-13:

湿热试验的条件是85℃/85%R.H.、时间:1000小时,确定模组抵抗湿气长期渗透之能力,透过湿热试验可找出的瑕疵:CELL脱层、EVA(脱层、变色、产生气泡、雾化、褐变)、串连线变黑、TCO腐蚀、銲点腐蚀、Thin-film变黄变色、接线盒脱胶脱落..等,但是依据相关Solar厂的试验结果,其1000小时是不够的,实际状况发现能够让模组发生问题的时间至少需要3000~5000小时以上。

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HAST [Highly-Accelerated Temperature and Humidity Stress Test]试验方法:

HAST是英文Highly-Accelerated Temperature and Humidity Stress Test的简称。是以温度和湿度的环境参数为主体的高度加速耐湿评价试验法。HAST与PCT [Pressure Cooker Test]两个试验是不一样的,HAST称为不饱和试验,而PCT则是饱和湿度试验,与一般耐湿性评价试验方法最大差异在于它是处于100℃以上的温湿度领域中,而且是在高密度的水蒸气环境中的试验。HAST的目的是利用试验槽内的水蒸气压力远远高于试样内部的水蒸气分压的特点,加速水分侵入试样内部进行耐湿性评价的试验。

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JESD22-A118[Accelerated Moisture Resistance-Unbiased]试验规范与条件(HAST无偏压试验):

用来评价器件在潮湿环境中的可靠性,即施加严酷的温度、湿度及提高水汽压力通过外部保护材料(包封料或密封料)或沿着外部保护材料和金属导体介面的渗透,其失效机制与[85℃/85%RH]高温高湿稳态湿度寿命试验(JESD22-A101-B)相同,该试验过程未施加偏压以确保失效机制不被偏压所掩盖,该试验用来确定封装体内的失效机制,样品处于非凝结的湿度环境中,仅仅温度提高一些,其失效机制与未加偏压的[85℃/85%RH]高温高湿稳态湿度寿命试验相同,需要注意,由于吸收的水汽会降低大多数聚合物材料的玻璃化转变温度,当温度高于玻璃化转变温度时,可能会出现非真实的失效模式。

85℃/85%/1000H(JESD22-A101)→110 ℃/85%/264H(JESD22-A110、A118)
规范:JEDEC22-A110(加偏压)、JEDEC22-A118(无偏压)
常用条件:110℃/85%R.H./264h 适用:PET、EVA、模组

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PCT [Pressure Cooker Test]试验方法:

一般称为压力锅蒸煮试验或是饱和蒸汽试验,最主要是将待测品置于严苛之温度、饱和湿度(100%R.H.)[饱和水蒸气]及压力环境下测试,测试代测品耐高湿能力,针对太阳能封装材料或是模组,用来进行材料吸湿率试验、高压蒸煮..等试验目的,如果待测品是Cell的话,则用来测试Cell之抗湿气能力,待测品被放置严苛的温湿度以及压力环境下测试,如果封装的不好,湿气会沿者胶体或胶体与导线架之介面渗入封装体之中,常见的故装原因:爆米花效应、金属导线腐蚀造成之断路、封装体引脚间因污染造成之短路..等相关问题,与HAST的加速老化是不一样的。

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PCT的JESD22-A102试验规范与条件:

用来评价非气密封装器件在水汽凝结或饱和水汽环境下抵御水汽的完整性,样品在高压下处于凝结的、高湿度环境中,以使水汽进入封装体内,暴露出封装中的弱点,如分层和金属化层的腐蚀。该试验用来评价新的封装结构或封装体中材料、设计的更新,应该注意,在该试验中会出现一些与实际应用情况不符的内部或外部失效机制。由于吸收的水汽会降低大多数聚合物材料的玻璃化转变温度,当温度高于玻璃化转变温度时,可能会出现非真实的失效模式。

试验条件:121℃/100%R.H./80h(COVEME)、200h[toyalSolar]
适用:PET、EVA、模组

压力锅(PCT) 和高度加速寿命试验设备(HAST):

目前大多太阳能材料与模组能承受长期的DHB(温湿度+偏压)试验而不会失效,爲了提高试验效率、缩短试验时间,採用了压力锅试验方法。压力锅试验方法主要分成两种类型:即PCT与HAST,如果透过HAST试验能够找出太阳能封装材料与模组的瑕疵,达到减少1%的退化,就会降低10%的LCOE[Levelized Cost of Electricity(实际能源产值,每度电的发电成本)],而PCT试验的目的提高环境应力(温度&湿度),暴露于超过一大气压的润湿蒸汽压中,用来评定模组的密封效果与背板吸湿状况。

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太阳能模组-HAST试验案例:

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太阳能EVA膜-HAST试验:
条件:110℃/85%R.H.

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