紫外光加速老化IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試解析

更新時(shí)間：2021-11-18

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　　截至目前為止，IEC61215共發(fā)行了兩個(gè)版本，一版是IEC61215:1993，二版是IEC61215:2005。而國(guó)標(biāo)GB/T9535:1998《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型》就是等效采用一版IEC61215:1993。

　　二版比一版多了一個(gè)附錄A。而在紫外試驗(yàn)方面，主要的改動(dòng)是10.10節(jié)的標(biāo)題由“UVtest(紫外試驗(yàn))”改為“UVpreconditioningtest(紫外預(yù)處理試驗(yàn))”。一版在“紫外試驗(yàn)”這一部分，只說(shuō)明了試驗(yàn)?zāi)康氖?ldquo;確定組件經(jīng)受紫外（UV）輻照的能力”，及“紫外試驗(yàn)正在考慮之中”，而二版不僅把試驗(yàn)?zāi)康母臑?ldquo;在組件進(jìn)行熱循環(huán)/濕凍試驗(yàn)前進(jìn)行紫外（UV）輻照預(yù)處理以確定相關(guān)材料及粘連連接的紫外衰減”，而且對(duì)試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)程序及試驗(yàn)要求進(jìn)行了詳細(xì)描述。

　　一、戶外老化因素

　　老化損害主要由三個(gè)因素引起：光照，高溫和潮濕。這三個(gè)因素中的任一個(gè)都會(huì)引起材料老化，它們的共同作用，大于其中任一因素造成的危害。

　　光照

　　高分子材料的化學(xué)鍵對(duì)太陽(yáng)光中不同波段的光線的敏感性不同，一般對(duì)應(yīng)一個(gè)閾值，太陽(yáng)光的短波段紫外線是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因。

　　高溫

　　溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速度越快。老化反應(yīng)是一種光致化學(xué)反應(yīng)，溫度不影響光致化學(xué)反應(yīng)中的光致反應(yīng)速度，卻影響后繼化學(xué)反應(yīng)速度。因此溫度對(duì)材料老化的影響往往是非線性的。

　　潮濕

　　水會(huì)直接參與材料老化反應(yīng)。露水，雨水及濕度是自然條件中水的幾個(gè)主要表現(xiàn)形式。研究表明，戶外材料每天都將長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài)（平均每天長(zhǎng)達(dá)8-12個(gè)小時(shí)）。而露水是戶外潮濕的主要原因。露水造成的危害比雨水更大，因?yàn)樗街诓牧仙系臅r(shí)間更長(zhǎng)，形成更為嚴(yán)酷的潮濕侵蝕。

紫外老化試驗(yàn)箱_副本.jpg

　　二、紫外光加速老化測(cè)試

　　陽(yáng)光模擬

　　QUV利用熒光紫外線燈來(lái)模擬太陽(yáng)光對(duì)耐久性材料造成損害的威脅因素。這些燈在電學(xué)原理上與普通照明用的燈很相似，但它主要發(fā)射紫外線而非可見(jiàn)光或紅外線。

　　對(duì)于不同的應(yīng)用條件，需要不同光譜進(jìn)而需要不同類(lèi)型的燈。UVA-340燈管在紫外線的短波段提供最佳的模擬太陽(yáng)光。UVA-340的光譜能量分布（SPD）在太陽(yáng)光的截止點(diǎn)到大約360nm范圍內(nèi)與太陽(yáng)光吻合的非常好。UV-B燈管在QUV中也被廣泛應(yīng)用。它們比UV-A燈管引起材料更快的老化，但它們的比太陽(yáng)光的截止點(diǎn)更短的波長(zhǎng)對(duì)許多材料可能產(chǎn)生不切實(shí)際的結(jié)果。

　　輻照度控制

　　為了達(dá)到精確且可重復(fù)的測(cè)試結(jié)果，有必要控制輻照度（光強(qiáng)）。大多數(shù)QUV型號(hào)裝備有日光眼照度控制器。這種精確的光控系統(tǒng)為使用者提供了選擇輻照度控制的優(yōu)勢(shì)。利用日光眼的反饋循環(huán)系統(tǒng)，可以連續(xù)、自動(dòng)地控制且精確地保持輻照度。日光眼靠調(diào)整燈的功率來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償燈的老化以及其他因素造成的光強(qiáng)變化。在僅僅幾天或幾周內(nèi)，QUV能模擬在室外經(jīng)幾個(gè)月甚至幾年所造成的損害。

　　UV控制

　　在QUV內(nèi)部，因熒光紫外線燈固有的光譜穩(wěn)定性，發(fā)光控制系統(tǒng)被簡(jiǎn)化。隨著燈管的老化，所有光源的輸出都會(huì)發(fā)生衰減。然而，不像大多數(shù)其它類(lèi)型的燈，熒光燈的光譜不會(huì)隨時(shí)間而變。這提高了測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性，也是用QUV進(jìn)行測(cè)試的一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)。

　　溫度控制

　　在QUV中，溫度的控制也很重要，因?yàn)闇囟扔绊懖牧侠匣乃俾省Ｗ贤庠囼?yàn)箱一般是通過(guò)黑板溫度計(jì)或黑標(biāo)溫度計(jì)來(lái)精確控制樣品表面溫度。

　　潮濕模擬

　　在QUV冷凝循環(huán)過(guò)程中，測(cè)試室底部的水槽被加熱用來(lái)產(chǎn)生蒸汽。在較高的溫度下，熱蒸汽使測(cè)試室內(nèi)保持100％的相對(duì)濕度。QUV中，測(cè)試樣品實(shí)際上形成測(cè)試室的側(cè)壁，樣品的另一面暴露在室內(nèi)周?chē)目諝庵小Ｊ覂?nèi)相對(duì)較冷的空氣就使得測(cè)試樣品的表面比測(cè)試室內(nèi)的熱蒸汽的溫度低好幾度。這一溫度差造成通過(guò)冷凝循環(huán)在樣品表面液態(tài)形式的水慢慢冷凝而成。

　　除了標(biāo)準(zhǔn)的冷凝機(jī)制，QUV還可用水噴淋系統(tǒng)來(lái)模擬其它一些損害情況，比如熱沖擊或機(jī)械腐蝕。使用者可操作QUV來(lái)產(chǎn)生潮濕循環(huán)并伴隨紫外線，這一模擬與自然老化非常相似。