1、BOPETBOPET薄膜薄膜PCTPCT實驗方法對比研究實驗方法對比研究Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-6-15一、前言一、前言隨著光伏行業的飛速發展，國內光伏組隨著光伏行業的飛速發展，國內光伏組件安裝電站的應用不斷增多，對于光伏件安裝電站的應用不斷增多，對于光伏組件生產成本的控制和組件可靠性要求組件生產成本的控制和組件可靠性要求的不斷提高。的不斷提高。很多廠商已經不僅僅局限于很多廠商已經不僅僅局限于IECIEC測試標準測試標準的要求，紛紛想找到一種能減少測試時的要求，紛紛想找到一種能減少測試時間縮短產

2、品開發周期；加大測試應力，間縮短產品開發周期；加大測試應力，模擬更嚴酷條件的測試方法。模擬更嚴酷條件的測試方法。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design濕熱是亞洲地區比較典型的環境應力，也是組件失效的一大重要原因。濕熱是亞洲地區比較典型的環境應力，也是組件失效的一大重要原因。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design目前光伏行業主要使用溫度為85，濕度為85%（雙85實驗）來評估材料老化性能。但是此種方法受到測試時間長的局限性。所以行業內為了縮短測試

3、時間，在不改變老化失效機理模式下加大了溫濕度產生了高加速壽命測試。產品投放市場需要在短期內測試壽命和抗濕性產品投放市場需要在短期內測試壽命和抗濕性1.1.加速壽命測試加速壽命測試THBTHB：8585；85%RH85%RH 2. 2.高加速壽命測試：高加速壽命測試：(1).(1).使用使用HSATHSAT；110110，120120，130 at 85%RH130 at 85%RH(2).(2).使用使用PCTPCT；121121，at 100%RHat 100%RHTankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design二：實驗課題的

4、導入：二：實驗課題的導入：我司評估材料老化性能主要的方法為我司評估材料老化性能主要的方法為PCT測試，測試條件采用測試，測試條件采用121，100%RH飽和蒸汽。飽和蒸汽。但目前行業內在做但目前行業內在做PCT測試放樣條時所采取的方式主要有三種方式：測試放樣條時所采取的方式主要有三種方式：以樣品懸掛的方式測試；：以樣品懸掛的方式測試；：以樣品平鋪的方式測試；：以樣品平鋪的方式測試；：將樣品裁切為：將樣品裁切為A4大小，測試完之后再裁切為樣條測試。大小，測試完之后再裁切為樣條測試。本次實驗針對方式本次實驗針對方式1和方式和方式2進行對比測試；比較兩種方法測得的實驗數據進行對比測試；比較兩種方法測

5、得的實驗數據是否一致，并得出較好的是否一致，并得出較好的PCT實驗測試方法。實驗測試方法。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design序號序號測試方式測試方式測試條件測試條件(溫度；壓強；濕度溫度；壓強；濕度)測試時間測試時間備注備注1懸掛+平鋪121 ;1.06kg/cm2;100%RH55h and 60h標準測試2懸掛+平鋪124;1.26kg/cm2;100%RH50h and 52h升溫測試3懸掛+平鋪118;0.87kg/cm2;100%RH65h,75h,82h降溫測試三、實驗方案三、實驗方案Tankertan

6、ker DesignTankertanker DesignTankertanker Design對本次實驗的補充說明1 12 23 34 4三階段試驗所取的樣條均為我司同一批次同一母卷下的樣條，三階段試驗所取的樣條均為我司同一批次同一母卷下的樣條，且樣條逐一檢查均無鋸齒。且樣條逐一檢查均無鋸齒。為了對比實驗數據，三次實驗均會放置我司內部的標準樣條為了對比實驗數據，三次實驗均會放置我司內部的標準樣條7#7#標樣進行對照。標樣進行對照。為保證測試方式的有效性，平鋪的樣條均放置在鐵絲網上，為保證測試方式的有效性，平鋪的樣條均放置在鐵絲網上，鐵絲網下方設置有多孔板。鐵絲網下方設置有多孔板。每次實驗結束

7、，每個時間段的樣品拉伸測試完畢后均會測試每次實驗結束，每個時間段的樣品拉伸測試完畢后均會測試其粘度進行輔助對比。其粘度進行輔助對比。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design四、聚合物薄膜的老化1.1.高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由于受到各種因素（熱、氧、光、高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由于受到各種因素（熱、氧、光、水、化學介質及微生物等）的綜合作用，聚合物的化學組成和結構會發生一系水、化學介質及微生物等）的綜合作用，聚合物的化學組成和結構會發生一系列的變化，以致最后喪失使用價值，這些現象和變化統稱為老化。

8、列的變化，以致最后喪失使用價值，這些現象和變化統稱為老化。老化過程中最主要的反應即為降解，此反應是一種老化過程中最主要的反應即為降解，此反應是一種不可逆化學變化。不可逆化學變化。2.PET2.PET薄膜薄膜PCTPCT實驗所涉及的主要降解類型：實驗所涉及的主要降解類型：降解類型降解類型主要反應主要反應主要反應機理主要反應機理生成物生成物化學降解化學降解水解反應水解反應水分子攻擊酯鍵，酯鍵無規裂水分子攻擊酯鍵，酯鍵無規裂解生成單體解生成單體TPATPA（對苯二甲酸）（對苯二甲酸）和和EGEG（乙二醇）（乙二醇）熱氧降解熱氧降解解聚反應解聚反應高溫使大分子末端斷裂，生成高溫使大分子末端斷裂，生成自

9、由基（鏈增長的逆反應）自由基（鏈增長的逆反應）乙烯基酯和羧酸乙烯基酯和羧酸Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design熱氧降解反應機理：熱氧降解反應機理：PETPET大分子中的酯鍵受高溫作用斷裂，斷裂的產物一般為乙烯大分子中的酯鍵受高溫作用斷裂，斷裂的產物一般為乙烯基酯和羧酸，發生降解的酯鍵是隨機的（無規斷鏈）斷裂的產基酯和羧酸，發生降解的酯鍵是隨機的（無規斷鏈）斷裂的產物繼續會在高溫高壓下發生分解為各種小分子，如物繼續會在高溫高壓下發生分解為各種小分子，如COCO2 2、COCO、乙、乙醛、芳香酸以及乙烯基酯等。此類降解可

10、看作是鏈增長反應的醛、芳香酸以及乙烯基酯等。此類降解可看作是鏈增長反應的逆反應，因此溫度越高越易進行。逆反應，因此溫度越高越易進行。Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-6-153.PET3.PET薄膜老化的主要反應薄膜老化的主要反應-水解反應機理：水解反應機理：酯鍵無歸斷裂后所生成的單體TPA含羧酸顯酸性，可進一步加速其水解COOH2CH2CCOOHOH水CCOHOOOHnn+nHOCH2CH2OHTPAEG高溫H2O攻擊酯鍵酯鍵斷裂生成單體Tankertanker DesignTankertanker D

11、esignTankertanker Design水解反應機理注解：在光伏背板TPT結構中PET層起著機械支撐、隔絕水汽和電絕緣等諸多作用，它也是背板中最薄弱環節，易在高溫高濕(濕熱老化)條件下發生水解。在一定的溫度條件下，H2O分子攻擊酯鍵，使其鍵發生斷裂，分別得到羧酸和醇。隨著溫度的提高，越來越多的酯鍵斷裂，PET由大分子逐漸降解為小分子，導致其分子鏈段蠕動更加容易，更易結晶，結晶度也隨之升高。同時其綜合性能也下降，體現在力學性能和絕緣強度等方面。該過程一般為無規裂解過程。水解的產物一般為合成PET的主要原料：TPA（對苯二甲酸）和EG（乙二醇）Tankertanker DesignTank

12、ertanker DesignTankertanker Design五：實驗儀器五：實驗儀器1.實驗儀器：高溫加速老化實驗機（東莞市瑞凱環境檢測儀器有限公司）拉伸儀器-取樣器-Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design六六. .實驗方案的實施步驟：實驗方案的實施步驟：準備樣品，分別用鐵架臺和底層帶有多孔板的鐵絲網來放置樣條放入樣品架關閉試驗箱溫度設置好之后開始升溫溫度到達設置溫度實驗開始中途16h時觀察溫度壓力均恒定Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Des

13、ign2021-6-15七七. .實驗數據：實驗數據：標準測試實驗數據標準測試標準測試測試時間測試時間懸掛平鋪縱向橫向縱向橫向7#標樣55H拉伸強度121-124-斷裂伸長率103-114-60H拉伸強度119-113-斷裂伸長率104-96-測試樣品55H拉伸強度127122113124斷裂伸長率8979787660H拉伸強度117117113122斷裂伸長率74666562Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design2021-6-15升溫測試數據：升溫測試升溫測試測試時間測試時間懸掛平鋪縱向橫向縱向橫向7#標樣50H拉伸強度100-103-斷裂伸長率88-86-52H拉伸強度105-103-斷裂伸長率96-87-測試樣品50H拉伸強度107107104109斷裂伸長率6261563152H拉伸強度111111104107斷裂伸長率67524033Tankertanker DesignTankertanker DesignTankertanker Design降溫測試數據低溫測試低溫測試測試時間測試時間懸掛懸掛平鋪平鋪縱向橫向縱向橫向7#標樣65H拉伸強度134-128-斷裂伸長率118-