CN117347253A - 一种太阳能电池醋酸测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池片测试技术领域，具体公开了一种太阳能电池醋酸测试装置及方法，测试装置包括环境箱，环境箱内设有加热装置、温湿度监测装置和容器，所述容器与加热装置热传递连接，所述容器由下至上依次包括：用于盛装测试液体的容纳槽、用于固定EVA样品的EVA固定框、用于盛放电池片的电池片放置盒，所述电池片放置盒底部均匀开设多个透气孔；所述环境箱的顶部固接有光源。本发明测试装置能够有效模拟组件内部酸性环境对电池片的影响，测试方法可以降低样品制作费用，有效缩短测试周期。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池片测试技术领域，尤其涉及一种太阳能电池醋酸测试装置及方法。
背景技术
目前太阳能电池通常采用EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)胶膜封装，在户外长时间暴露使用过程中，除了水汽侵蚀，EVA胶膜还会降解生成醋酸，逸出的醋酸能够对太阳能电池的电极栅线、焊带等造成腐蚀，影响太阳能光伏组件的使用效率与安全性能。因此在太阳能光伏组件出厂前，需要对多晶硅电池片等相关组件进行深入的耐酸度测试。
现有的测试都是用一定比例的醋酸溶液进行相关测试，不能有效的反应组件内部的环境。
因此，亟需一种能够利用EVA作为醋酸原材料的测试装置和测试方法，进而有效模拟光伏组件醋酸对电池片性能的影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种太阳能电池醋酸测试装置及方法，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
为实现上述目的，在一个方面，本发明提供了一种太阳能电池醋酸测试装置，包括环境箱，所述环境箱内设有加热装置、温湿度监测装置和容器，所述容器与所述加热装置热传递连接，所述容器由下至上依次包括：用于盛装测试液体的容纳槽、用于固定EVA样品的EVA固定框、用于盛放电池片的电池片放置盒，所述电池片放置盒底部均匀开设多个透气孔；所述环境箱的顶部固接有光源。
优选地，所述容器顶部开口，两侧侧壁上分别设有两组支脚，距离所述容器底部0.1～0.15m的第二支脚和距离所述容器底部0.2～0.25m的第一支脚，所述第一支脚用于支撑放置所述电池放置盒，所述第二支脚用于支撑所述EVA固定框。
优选地，所述第一支脚上放置有篦子，所述篦子为网格状，所述电池放置盒放置在所述篦子上。
优选地，所述环境箱的顶部开有泄压口，所述泄压口安装有泄压阀。
优选地，所述温湿度监测装置包括设置在所述容器内的温度传感器和设置在所述环境箱内壁上的湿度传感器。
优选地，所述电池片放置盒为长方形盒体，设有多个用于插放所述电池片的载片缝隙。
优选地，所述环境箱的箱体为保温和耐腐蚀材料，所述容器为耐腐蚀材料，所述加热装置的上表面为耐腐蚀材料。
在另一方面，本发明还提供一种太阳能电池醋酸测试方法，使用如前所述的太阳能电池醋酸测试装置，包括以下步骤：
步骤1、EVA样品制作；
步骤2、电池片第一次测试；
步骤3、测试装置加注纯水，装载EVA样品到测试装置；
步骤4、开启加热装置和光源，待温湿度达到预设值后装载插放有电池片的电池片放置盒到测试装置，并持续一定时间；
步骤5、取出电池片，进行电池片第二次测试；
步骤6、测试结果处理。
进一步地，所述步骤4包括以下步骤：
步骤41、将加热装置的加热温度设定为70℃，在加热的同时将光源打开，光源强度设置为800W/m2，对EVA进行照射和加热；
步骤42、当箱体温湿度监测装置检测到环境温度达到60℃、湿度达到60％RH时，关闭光源；
步骤43、将插放有电池片的电池片容器放置在第一支脚上，电池片在温度60～70℃、湿度60～85％的环境下持续6小时。
进一步地，所述电池片第一次测试和电池片第二次测试均包括外观检测、功率测试和EL测试。
本发明提供的太阳能电池醋酸测试装置及方法的有益效果：
本发明测试装置能够有效模拟组件内部酸性环境对电池片的影响，测试方法可以降低样品制作费用，有效缩短测试周期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的太阳能电池醋酸测试装置的结构图一；
图2为本发明实施例1的太阳能电池醋酸测试装置的结构图二；
图3为本发明实施例1的太阳能电池醋酸测试装置的内部结构图；
图4为本发明实施例2的太阳能电池醋酸测试装置的结构示意图；
图5为图4中A处的放大视图。
其中，1、环境箱；2、加热装置；3、容器；4、第二支脚；5、第一支脚；6、EVA固定框；7、篦子；8、电池片放置盒；9、光源；10、泄压阀；11、温度传感器；12、电池片；13、EVA样品。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
参考图1至图3所示，本发明实施例1提出一种太阳能电池醋酸测试装置，包括环境箱1，环境箱1为长1.2m、宽1m、高1.2m的方形箱体，箱体侧壁具有保温功能和防腐蚀功能，箱体正面设有能打开的具有密封功能的箱门(图中未示出)，箱体上方开有泄压口，并连接有泄压阀10，环境箱1内设置有温湿度监测装置。
环境箱1内部底板上具有与箱体匹配的加热装置2，加热装置2上表面放置有与加热装置2贴合良好的容器3，容器3底面和加热装置2上表面完全贴合，具有良好的热传递功能，实现对容器3的加热，加热装置2在室温至200℃范围内任意调节，且加热装置2上表面具有防腐蚀功能。
容器3为不锈钢或PVC等耐腐蚀的长方形容器，顶部开口，长0.5～1.0m、宽0.3～0.8m、高0.3～0.5m，容器两侧侧壁上分别设置有两组支脚，第一支脚5和第二支脚4，第二支脚4距离容器底部的距离为0.1～0.15m，第一支脚5距离容器底部的距离为0.2～0.25m，第一支脚5用于支撑放置电池片放置盒8的篦子7，第二支脚4用于支撑EVA固定框6；EVA固定框6为与容器3尺寸匹配的长方形框架，分为上下两部分，中间部分用于放置固定EVA样品13。
电池片放置盒8为长方形盒体，底部开有透气孔，中间设有用于插放电池片12的载片缝隙。
环境箱1顶部固接有光源9，可以提供400～1000W/m2的光强。
进一步优化方案，环境箱箱体1中设有温度度监测装置，具体是在在容器3内设有温度传感器11，在环境箱箱体1的内壁固接有湿度传感器(图中未示出)。
进一步优化方案，容器3朝向箱门的方向设有把手，方便拿取。
实施例2：
参考图4和图5所示，本发明实施例2提出另一种太阳能电池醋酸测试装置，在本实施例中，容器3朝向箱门的一面上半段不设置侧壁，朝向箱门方向开口，方便EVA样品13和电池片放置盒8的拿取。具体地，第二支脚4的上方朝向箱门方向开口，而第二支脚4下方具有正面侧壁，即容器3在第二支脚4下方的部分为容纳槽，用于灌注测试用液体。EVA固定框6和篦子7分别插放在第二支脚4和第一支脚5的上方，电池片放置盒8放置在篦子7的上方，篦子7上均匀开设若干透气孔，或者为网格板，电池片放置盒8包括两侧的支撑立板，两支撑立板之间水平连接至少一条底板，底板宽度较窄，放置在篦子7上，只遮挡有限的透气孔，不影响水气到达电池片12。
在其他一些实施例中，可以不设置篦子7，将电池片放置盒8直接制成放置在第一支脚5的上方，同时电池片放置盒8具有承载电池片12的底板，底板设置为网格状，能容纳水气通过。
实施例3：
本发明还提出了一种太阳能电池醋酸测试方法，使用实施例1或实施例2所述的太阳能电池醋酸测试装置，包括以下步骤：
步骤1、EVA样品制作；
步骤2、电池片第一次测试；
步骤3、测试装置加注纯水，装载EVA样品到测试装置；
步骤4、开启加热装置和光源，待温湿度达到预设值后装载插放有电池片的电池片放置盒到测试装置，并持续一定时间；
步骤5、取出电池片，进行电池片第二次测试；
步骤6、测试结果处理。
具体地，步骤1中，根据EVA框的尺寸裁切两种规格相同的EVA样品，根据单位面积EVA对应生产的助焊剂和焊带均匀涂抹或平铺在两层EVA中间，将其放置两层不沾布中间采用组件相同的层压工艺进行层压。
步骤2中，对电池片进行外观检测、功率测试、EL测试，记录为外观1、功率1、EL测试1。
步骤3中，在容器底部注入适量的纯水，将EVA层压后的样品固定在EVA固定框上，并放置在第二支脚上。
步骤4中，将加热装置的加热温度设定为70℃，在加热的同时将光源打开，光源强度设置为800W/㎡，对EVA进行照射和加热；水气透过EVA到达箱体空间；当箱体温湿度监测装置检测到环境温度达到60℃、湿度达到60％RH时，关闭光源；将支撑放置电池片放置盒的篦子和插放有电池片的电池片放置盒放置在第一支脚上；电池片在温度60～70℃、湿度60～85％的环境下持续6小时。
步骤5中，试验结束后将电池片取出，观察电池片的外观记录为外观2，用去离子水清洗电池表面并风干，对电池片进行功率和EL测试，记录为功率2、EL测试2。
步骤6中，功率衰减＝(功率2～功率1)/功率1，功率衰减不能大于15％；外观2相对于外观1不应该有明显可视变化；EL测试前后对比图像的变化。
现有技术中，太阳能电池大都采用EVA胶膜封装，EVA胶膜(乙烯～醋酸乙烯共聚物)是一种聚合物材料，具有优异的光、热、电性能和耐候性。它是由乙烯和醋酸乙烯单体共聚而成的高分子材料，具有良好的柔韧性、抗冲击性和耐化学腐蚀性。在光伏领域中，光伏EVA主要用于制作太阳能电池板的背板和封装材料，能够有效地保护电池板并提高其效率。
EVA胶膜在户外长时间暴露使用过程中，除了水汽侵蚀，还会降解生成醋酸，逸出的醋酸能够对太阳能电池的电极栅线、焊带等造成腐蚀，影响太阳能光伏组件的使用效率与安全性能。然而，目前现有的测试都是用一定比例的醋酸溶液进行测试，使箱体内的醋酸溶液浓度保持在预设浓度范围内，并且对醋酸溶液和气体进行加热来进行相关测试，不能有效的反应组件内部的环境。
本发明的有益效果：
本发明测试装置能够有效模拟组件内部酸性环境对电池片的影响，测试方法可以降低样品制作费用，有效缩短测试周期。
本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，包括环境箱(1)，所述环境箱(1)内设有加热装置(2)、温湿度监测装置和容器(3)，所述容器(3)与所述加热装置(2)热传递连接，所述容器(3)由下至上依次包括：用于盛装测试液体的容纳槽、用于固定EVA样品(13)的EVA固定框(6)、用于盛放电池片(12)的电池片放置盒(8)，所述电池片放置盒(8)底部均匀开设多个透气孔；所述环境箱(1)的顶部固接有光源(9)。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，所述容器(3)顶部开口，两侧侧壁上分别设有两组支脚，距离所述容器(3)底部0.1～0.15m的第二支脚(4)和距离所述容器(3)底部0.2～0.25m的第一支脚(5)，所述第一支脚(5)用于支撑放置所述电池放置盒(8)，所述第二支脚(4)用于支撑所述EVA固定框(6)。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，所述第一支脚(5)上放置有篦子(7)，所述篦子(7)为网格状，所述电池放置盒(8)放置在所述篦子(7)上。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，所述环境箱(1)的顶部开有泄压口，所述泄压口安装有泄压阀(10)。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，所述温湿度监测装置包括设置在所述容器(3)内的温度传感器(11)和设置在所述环境箱(1)内壁上的湿度传感器。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，所述电池片放置盒(8)为长方形盒体，设有多个用于插放所述电池片(12)的载片缝隙。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，所述环境箱(1)的箱体为保温和耐腐蚀材料，所述容器(3)为耐腐蚀材料，所述加热装置(2)的上表面为耐腐蚀材料。
8.一种太阳能电池醋酸测试方法，采用如权利要求1至7中任一项所述的太阳能电池醋酸测试装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、EVA样品制作；
步骤2、电池片第一次测试；
步骤3、测试装置加注纯水，装载EVA样品到测试装置；
步骤4、开启加热装置和光源，待温湿度达到预设值后装载插放有电池片的电池片放置盒到测试装置，并持续一定时间；
步骤5、取出电池片，进行电池片第二次测试；
步骤6、测试结果处理。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池醋酸测试方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：
步骤41、将加热装置的加热温度设定为70℃，在加热的同时将光源打开，光源强度设置为800W/m2，对EVA进行照射和加热；
步骤42、当箱体温湿度监测装置检测到环境温度达到60℃、湿度达到60％RH时，关闭光源；
步骤43、将插放有电池片的电池片容器放置在第一支脚上，电池片在温度60～70℃、湿度60～85％的环境下持续6小时。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池醋酸测试方法，其特征在于，所述电池片第一次测试和电池片第二次测试均包括外观检测、功率测试和EL测试。
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