1. Góc động lực học phân tử:Trong môi trường nhiệt độ cao và độ ẩm cao, chuyển động phân tử bên trong vật liệu được tăng cường hơn nữa. Đối với vật liệu polymer, sự gia tăng nhiệt độ và độ ẩm làm cho năng lượng chuyển động nhiệt của chuỗi phân tử của nó tăng lên đáng kể, tốc độ chuyển động của các phân đoạn chuỗi phân tử nhanh hơn, sự sắp xếp chặt chẽ ban đầu giữa các chuỗi phân tử trở nên lỏng lẻo hơn và khoảng trống tăng lên. Lấy vật liệu đóng gói của mô-đun quang điện EVA làm ví dụ, trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm cao, chuỗi phân tử của nó dễ bị khoảng trống lớn hơn, các phân tử hơi nước không chỉ có thể vượt qua khoảng trống được tạo ra ở nhiệt độ cao, mà còn với sự giúp đỡ của nhiều tác động tích tụ và khuếch tán hơi nước trong môi trường độ ẩm cao, thấm vào bên trong vật liệu dễ dàng hơn, do đó làm giảm đáng kể hiệu suất rào cản của vật liệu. Ngoài ra, theo định luật Fick, nhiệt độ cao và độ ẩm cao sẽ làm cho hệ số khuếch tán của các phân tử hơi nước trong vật liệu tăng lên đáng kể, và tốc độ khuếch tán của nó trong vật liệu nhanh hơn và dễ dàng hơn, làm suy yếu thêm khả năng ngăn chặn hơi nước của vật liệu.

2. Góc thay đổi tính chất vật lý và hóa học của vật liệu:

Thay đổi vật lý:Nhiều vật liệu trải qua những thay đổi vật lý rõ rệt hơn trong môi trường nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Vật liệu đóng gói nhiệt dẻo trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm cao, tốc độ chuyển đổi từ trạng thái thủy tinh cứng hơn sang trạng thái mềm và cao hơn, và do ảnh hưởng của độ ẩm, mức độ giãn nở thể tích của vật liệu lớn hơn, cấu trúc bên trong trở nên lỏng lẻo hơn. Ví dụ, chất bịt kín trong mô-đun PV, ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao, sự giãn nở thể tích của nó tăng lên, dễ dàng hơn để làm cho các khe hở nhỏ xuất hiện ở niêm phong, một lượng lớn hơi nước và oxy có thể dễ dàng đi qua các khe hở này vào bên trong mô-đun PV.

Thay đổi hóa học:Nhiệt độ cao và độ ẩm cao cũng gây ra những thay đổi hóa học phức tạp hơn trong vật liệu. Trong vật liệu mô-đun PV, các liên kết hóa học dễ bị phá vỡ hoặc tái cấu trúc hơn trong môi trường này. Đối với vật liệu có chứa chất phụ gia, phản ứng phân hủy của chất phụ gia ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao có thể tăng tốc, tạo ra nhiều chất phân tử nhỏ hơn không chỉ tạo ra nhiều kênh hơn bên trong vật liệu mà còn có thể phản ứng với hơi nước, thay đổi cấu trúc hóa học của vật liệu để nó dễ bị xâm nhập hơn bởi hơi nước và oxy. Vật liệu có liên kết carbon-hydro (C-H), với tốc độ phản ứng oxy hóa tăng nhanh trong sự hiện diện của nhiệt độ cao, độ ẩm cao và oxy, làm gián đoạn các đặc tính rào cản của vật liệu thậm chí còn nghiêm trọng hơn.

Lấy ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) làm ví dụ, thông qua sự tương tác của chuỗi phân tử ở nhiệt độ bình thường, có một số rào cản đối với hơi nước và oxy, và có tính linh hoạt và liên kết tốt, có thể đóng gói các tấm pin với các vật liệu thành phần khác rất tốt. Khi ở môi trường nhiệt độ cao và độ ẩm cao, hiệu suất rào cản của EVA giảm đáng kể hơn. Một mặt, EVA là vật liệu nhiệt dẻo, chuyển động mạnh mẽ của chuỗi phân tử ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao, và khoảng cách giữa các chuỗi phân tử được tăng lên hơn nữa; Mặt khác, thành phần vinyl acetate (VA) trong EVA phản ứng phân hủy tăng tốc ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao, tạo ra nhiều vật liệu phân tử nhỏ hơn, những yếu tố này làm việc cùng nhau để tỷ lệ truyền hơi nước của EVA tăng gấp đôi so với nhiệt độ bình thường, và bảo vệ các thành phần như tấm pin bên trong mô-đun PV là cực kỳ bất lợi.

1. Phương pháp thử nghiệm

➣ Kiểm tra tốc độ truyền hơi nước

Phương pháp cảm biến hồng ngoại:Sử dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện nồng độ hơi nước đi qua vật liệu. Trong môi trường thử nghiệm nhiệt độ cao và độ ẩm cao, vật liệu được đặt giữa cảm biến và nguồn hơi nước, cảm biến có thể đo lượng hơi nước đi qua vật liệu trong thời gian thực, từ đó nhanh chóng tính toán tỷ lệ hơi nước đi qua. Chẳng hạn như việc sử dụng Quảng Châu Interstandard R&D và sản xuất W413 2.0 đo tốc độ truyền hơi nước với nền tảng thử nghiệm tấm quang điện GB-YBT, nó có thể đo chính xác hiệu suất truyền hơi nước của vật liệu trong điều kiện mô phỏng nhiệt độ cao và độ ẩm cao.

← Máy đo tốc độ truyền oxy Y310 2.0+Nền tảng thử nghiệm tấm quang điện GB-YBT310

Trong ngành công nghiệp quang điện, các yêu cầu về tốc độ truyền hơi nước đối với vật liệu tấm nền khác nhau ở các quốc gia và khu vực khác nhau. Các doanh nghiệp Nhật Bản như Sharp, Kyocera có yêu cầu nghiêm ngặt, phải dưới 0,3 g/m²・day; Các sản phẩm tương tự của Đức và Áo yêu cầu 1,6 g/m²・ngày, trong khi tiêu chuẩn công nghiệp trong nước quy định WVTR nhỏ hơn 2,5 g/m²・ngày. Đối với các chỉ số hiệu suất cản trở như tỷ lệ truyền hơi nước và tỷ lệ truyền oxy, đều có tiêu chuẩn phạm vi đạt tiêu chuẩn tương ứng. Nếu kết quả kiểm tra tính chất rào cản của vật liệu ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao vượt quá các tiêu chuẩn này, vật liệu có thể không phù hợp để sử dụng trong các mô-đun PV hoặc cần cải thiện hơn nữa công thức và quy trình sản xuất để đảm bảo độ tin cậy, độ bền và an toàn của mô-đun PV trong môi trường ứng dụng nhiệt độ cao và độ ẩm thực tế.