光伏背板耐溶剂性检测的耐紫外与溶剂复合老化试验

光伏背板作为光伏组件的关键防护层，需长期抵御户外紫外辐照、溶剂侵蚀等多重老化因素。单一耐紫外或耐溶剂试验难以模拟实际工况中两者的协同加速效应——紫外会破坏分子结构，让溶剂更易渗透；溶剂会加剧分子链断裂，形成“1+1＞2”的老化结果。因此，耐紫外与溶剂复合老化试验成为评估背板长期可靠性的核心手段。本文从试验原理、试样制备、设备配置等维度，系统解析该试验的专业要点，为行业提供标准化测试参考。

耐紫外与溶剂复合老化试验的原理

耐紫外与溶剂复合老化试验的本质是“模拟户外协同老化场景”。单一紫外老化仅通过光量子破坏背板聚合物的分子链，引发光降解；单一溶剂浸泡仅通过化学溶胀或溶解破坏材料结构。但实际应用中，两者会形成协同效应：紫外辐照先削弱分子间作用力，使溶剂分子更易渗透进入材料内部；溶剂侵蚀又会进一步加速分子链断裂，导致材料性能快速退化。例如，聚酯（PET）背板经紫外辐照后，酯键断裂产生亲水基团，对极性溶剂（如异丙醇）的吸收量可提升30%以上，进而加剧脆化。

这种协同效应是复合试验的核心——只有同时模拟两种因素，才能真实反映背板在户外的失效过程。若仅做单一试验，可能高估背板性能（如紫外老化后未测试溶剂耐受性，或溶剂浸泡后未考虑紫外影响），导致组件运行中出现提前失效。

试验试样的制备要求

试样制备需遵循“代表性”与“重复性”原则。首先，尺寸需符合GB/T 31034-2014《光伏组件用背板》要求，通常为150mm×150mm（或根据设备调整，但需保证试样能完全覆盖紫外辐照区域）。其次，取样部位需覆盖背板成品的“边缘-中心”：边缘试样模拟组件安装后的暴露部分，中心试样模拟组件内部的背板区域，避免因取样不均导致数据偏差。

预处理环节不可省略：试样需在标准环境（温度23±2℃、湿度50±5%RH）中调节24小时，消除加工残留应力。平行样数量至少为3个——若某一样品的测试结果与其他两个偏差超过10%，需重新取样测试（可能原因包括取样位置不当、试样污染或设备波动）。

试验设备的核心配置

复合老化试验设备需整合“紫外辐照系统”“溶剂接触系统”与“环境控制系统”三大模块。紫外辐照系统需采用符合IEC 60068-2-9的光源，如UVA-340灯（模拟太阳光320-400nm紫外波段）或UVB-313灯（模拟短波紫外加速老化）；光源的辐照强度需通过辐照计实时校准，确保试样表面各点偏差≤5%。

溶剂接触系统需满足“可控接触”要求：若采用喷淋方式，需用聚四氟乙烯喷淋头，保证溶剂均匀覆盖试样；若采用浸泡方式，需用不锈钢或PP材质的溶剂槽，避免溶剂与槽体反应。环境控制系统需具备温度闭环控制——紫外辐照时试样表面温度控制在60±5℃（模拟夏季组件高温），溶剂接触时温度控制在40±5℃（模拟环境温度）；湿度控制模块（可选）需维持舱内湿度50±10%RH（模拟潮湿环境）。

关键试验参数的设定

试验参数需基于“贴合实际工况”设定。紫外辐照参数：辐照强度通常为0.89W/m²@340nm（UVA-340灯）或0.15W/m²@313nm（UVB-313灯）；辐照周期采用“8小时辐照+4小时黑暗”，模拟昼夜交替。

溶剂参数：溶剂选择需匹配应用场景——评估封装胶膜降解产物的影响，用EVA萃取液（乙酸乙烯酯单体浓度5%）；评估施工清洗剂的影响，用异丙醇或乙酸乙酯（浓度10%）。接触方式采用“间歇循环”：如每小时喷淋10分钟，或每2小时浸泡1小时，避免试样长期浸泡导致过度溶胀。试验总周期：聚酯背板通常测试1000小时，氟膜背板可延长至2000小时（覆盖组件25年使用寿命的加速模拟）。

试验结果的评价指标与方法

试验结果需从“外观-物理-化学-电气”多维度评价。外观评价用GB/T 250灰色样卡，评估变色等级（0级无变色，5级严重变色）；同时观察裂纹、鼓泡或分层（用放大镜检测，裂纹宽度≥0.1mm需记录）。

物理性能测试拉伸强度保留率（GB/T 1040）与断裂伸长率保留率——若保留率低于80%，说明力学性能显著退化。化学性能用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析：聚酯背板的酯键特征峰（1715cm⁻¹）强度下降超过20%，说明酯键断裂严重；氟膜背板的C-F键特征峰（1230cm⁻¹）强度下降需≤10%（氟材料耐候性更强）。

电气性能是背板的核心指标，需测试体积电阻率（GB/T 1410）——老化后电阻率下降超过一个数量级（如从10¹⁴Ω·m降至10¹³Ω·m），说明绝缘性能退化，可能引发组件漏电风险。

试验中的注意事项

试验过程需严格控制“变量一致性”。首先，溶剂需定期更换（每50小时一次），避免降解产物积累影响试验结果。

其次，紫外灯管需每1000小时校准一次辐照强度，偏差超过10%需更换；再者，试样需用镊子夹取，避免手汗或油脂污染（污染会导致局部老化加速，数据偏差）。

安全性方面：易燃溶剂（如乙酸乙酯）需在通风橱内操作，设备需配备防爆装置；试验结束后，试样需置于通风处晾干24小时，再进行性能测试（避免溶剂残留影响测试结果）。最后，所有数据需记录原始值（如辐照时间、温度、溶剂浓度），并绘制“性能保留率-试验时间”曲线，便于分析老化趋势。