水分侵入是導致光伏組件功率損失的根本原因之一。雙層玻璃組件如果邊緣密封良好，可能比傳統(tǒng)組件更耐水分，但水分一旦被困在層壓板中，比背板型配置更難逃逸，可能導致分層、附著力喪失和金屬化腐蝕等問題。

光伏行業(yè)中，EVA失效會引發(fā)多種故障模式，它需具備良好的防潮性和光學性能。光伏組件的鑒定要求包括在相對濕度(RH)為85%和85℃時的濕熱試驗、在-40℃至85℃之間的濕度冷凍試驗、熱循環(huán)試驗以及濕漏電流測試等。

研究方法

樣本制備：使用標準行業(yè)級層壓機制造了玻璃/EVA/玻璃的樣本，共制備了五組每種EVA材料的樣本，總共十組，分別標記為A組和B組。加速測試條件：所有樣本在85°C和85%相對濕度的條件下保持24小時。

表征技術：使用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和Hydroscanner成像技術來監(jiān)測層壓板中的水分含量，并對所有樣本進行機械剪切測試，以評估EVA與玻璃之間的附著力。濕熱環(huán)境處理前后的FTIR 光譜對比

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）測量結果

紅色線條：代表層壓板在暴露于濕熱條件之前測量的光譜。這條線相對平穩(wěn)，表明封裝材料的厚度較為均勻，沒有明顯的水分吸收峰。

藍色線條：代表層壓板在暴露于濕熱條件24小時后測量的光譜。這條線顯示出明顯的透射增加，尤其是在3500 cm?1附近，這表明封裝材料吸收了水分。光學顯微鏡和Hydroscanner圖像

（左A組、右B組）經(jīng)過加速濕熱測試后的光學顯微鏡圖像

外觀差異：從圖中可以看出，A組和B組的樣本在濕熱測試后在肉眼下沒有明顯的外觀差異。B組樣本的圖像看起來更亮，這可能是由于光照強度的不同，而不是材料本身的顯著變化。

均勻性：兩組樣本在肉眼下看起來都非常相似，沒有明顯的分層、氣泡或其他缺陷，表明在宏觀層面上，兩種材料在濕熱條件下的表現(xiàn)相似。

雙層玻璃層壓板在濕熱測試前后的Hydroscanner圖像

水分侵入跡象：右側圖像（濕熱測試后）顯示出明顯的暗色區(qū)域，這表明水分已經(jīng)侵入層壓板。暗色區(qū)域的出現(xiàn)與FTIR數(shù)據(jù)中3500 cm?1附近的吸收峰增加相一致，證實了水分的存在。

雙層玻璃光伏組件中水分侵入的微觀表現(xiàn)

A組樣本：

0% RH（干燥條件）：圖像顯示層壓板內(nèi)部較為均勻，沒有明顯的水分分布。

85% RH（濕熱條件）：圖像顯示出明顯的暗斑（局部水積累），這些暗斑表明水分在玻璃和封裝材料界面處的積累。這可能是由于非均勻的膜附著力導致的，表明A組樣本在濕熱條件下容易出現(xiàn)局部水分聚集，從而影響附著力。

B組樣本：

0% RH（干燥條件）：圖像顯示層壓板內(nèi)部較為均勻，沒有明顯的水分分布。

85% RH（濕熱條件）：圖像顯示出整體變暗，但沒有明顯的局部暗斑。這表明B組樣本在濕熱條件下水分吸收較為均勻，沒有出現(xiàn)局部水分聚集，附著力更為均勻和穩(wěn)定。機械測試實驗

雙層玻璃層壓板在進行機械剪切測試

樣本固定：樣本通過環(huán)氧樹脂膠固定在鋼棒上，確保在測試過程中不會發(fā)生位移或滑動。

力的施加：試驗機通過上下夾具施加剪切力，模擬實際使用中可能遇到的力學負載。

附著力評估：通過記錄剪切力和位移，可以評估EVA與玻璃之間的附著力。較高的剪切力和較大的位移表明更強的附著力，而較低的剪切力和較小的位移則表明附著力較弱。機械測試結果

兩組樣本在機械剪切測試中的結果

附著力評估：A組樣本在機械剪切測試中表現(xiàn)出較低的剪切力和較小的位移，表明EVA與玻璃之間的附著力較弱。B組樣本在機械剪切測試中表現(xiàn)出較高的剪切力和較大的位移，表明EVA與玻璃之間的附著力較強。

結構脆弱性：較低的剪切力和較小的位移表明A組樣本在濕熱條件下的結構較為脆弱，容易出現(xiàn)分層和附著力喪失的問題。較高的剪切力和較大的位移表明B組樣本在濕熱條件下的結構較為穩(wěn)定，不易出現(xiàn)分層和附著力喪失的問題。

兩組樣本在機械剪切測試后的外觀

A組樣本：

附著力弱：在機械剪切測試后顯示出明顯的分層現(xiàn)象，破壞主要集中在聚合物/玻璃界面，表明其附著力較弱。

內(nèi)聚力未受影響：沒有觀察到EVA材料本身的內(nèi)聚力破壞，表明EVA材料本身的強度是足夠的，但界面附著力不足導致了整體結構的脆弱性。

結構脆弱：在濕熱條件下的結構較為脆弱，容易在機械負載下出現(xiàn)分層和附著力喪失，影響光伏組件的長期性能和可靠性。

B組樣本：

附著力強：在機械剪切測試后顯示出混合破壞，包括界面破壞和內(nèi)聚力破壞，表明其附著力較強。

內(nèi)聚力強：EVA材料本身的內(nèi)聚力破壞也表明其材料強度較高，整體結構更為 robust。

結構穩(wěn)定：在濕熱條件下的結構穩(wěn)定性較好，能夠承受較大的剪切力而不出現(xiàn)明顯的分層和附著力喪失，有助于提高光伏組件的長期性能和可靠性。

這項研究通過實驗方法和多種檢測手段，詳細評估了雙層玻璃光伏組件在濕熱條件下的水分侵入和附著力問題。結果表明，不同EVA材料在濕熱條件下的性能差異顯著，選擇合適的材料對于提高光伏組件的長期性能和可靠性至關重要。通過早期檢測和預防措施，可以有效避免水分相關問題，確保光伏組件在實際應用中的穩(wěn)定運行。美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱

美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱采用進口溫度控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)多段溫度編程，具有高精確度和良好的可靠性，滿足不同氣候條件下的測試需求。

• 溫度范圍：20℃~+130℃

• 溫濕度范圍：10%RH~98%RH(at+20℃-+85℃）

滿足試驗標準：IEC61215、IEC61730、UL1703等檢測標準

通過早期檢測和預防措施，結合美能溫濕度綜合環(huán)境試驗箱的精確模擬，可以有效避免水分相關問題，確保光伏組件在實際應用中的穩(wěn)定運行。

原文出處：Moisture Ingress and Adhesion in Double Glass PV Modules

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