BS EN 62788——光伏组件用材料测量规程标准系列

Measurement Procedures for Materials Used in Photovoltaic Modules — Encapsulant Volume Resistivity, Optical Transmittance and Linear Dimension Change(IEC 62788 对应英国标准)

☀️ BS EN 62788 是英国标准协会(BSI)采用欧洲标准 EN 62788(与国际标准 IEC 62788 一致)后发布的光伏组件用材料测量规程系列标准,由 BSI 技术委员会 GEL/82(光伏能源系统)负责归口,归属 ICS 27.160(太阳能光伏能源系统)。光伏组件由玻璃、封装材料(如 EVA、POE 等)、电池片与背板等材料层压而成,其中封装材料(encapsulant)包裹并保护电池片,其绝缘性能、光学性能与尺寸稳定性直接决定组件的长期可靠性与发电性能。本系列标准规定了光伏组件用材料(尤其封装材料)测量规程,包括体积电阻率、光学透射率与太阳能加权光子透射率、黄变指数与 UV 截止波长等参数的测量方法。

💡 封装材料是组件的”保护层”:体积电阻率反映其电绝缘能力,透射率与黄变指数反映其透光与抗老化性能,尺寸变化反映其层压与热循环稳定性——三者共同决定组件能否在 25 年寿命内稳定发电。

一、标准适用范围与基本框架 📌

本系列由 IEC TC 82(太阳能光伏能源系统)制定,系列以 Part 1(材料测量规程)为主线,各分部分别针对封装材料的不同测量项目。本批次涉及的 3 个分部均归属于 ICS 27.160:

标准号中文主题对应国际标准主要内容
BS EN 62788-1-2:2016封装材料——体积电阻率IEC 62788-1-2:2016光伏封装材料及聚合物材料的体积电阻率测量
BS EN 62788-1-4:2016封装材料——光学透射率IEC 62788-1-4:2016光学透射率测量及太阳能加权光子透射率、黄变指数与UV截止波长计算
BS EN 62788-1-5:2016封装材料——线性尺寸变化IEC 62788-1-5:2016封装材料在热条件下线性尺寸变化的测量
⚠️ 系列编号采用”Part 1-x”结构:Part 1 为光伏组件用材料的测量规程总纲,x 为针对具体材料与参数的分部(如 1-2 体积电阻率、1-4 光学、1-5 尺寸变化)。选型与评价时应按所需测量的参数选择对应分部。

二、系列构成与技术要点 🔧

2.1 Part 1-2:封装材料体积电阻率

BS EN 62788-1-2 规定了光伏封装材料(及聚合物背板材料)体积电阻率的测量方法。体积电阻率反映材料的电绝缘能力,是评估封装材料在组件电压与潮湿环境下绝缘可靠性的重要参数。标准规定了试样制备、测量电极配置、测量电压与数据处理方法。

2.2 Part 1-4:光学透射率

BS EN 62788-1-4 规定了封装材料光学透射率的测量方法,并给出了由光谱数据计算太阳能加权光子透射率、黄变指数(Yellowness Index)与 UV 截止波长的方法。透射率与黄变指数反映封装材料的透光与抗老化性能,直接影响组件的光电转换效率与长期可靠性。

2.3 Part 1-5:线性尺寸变化

BS EN 62788-1-5 规定了封装材料在热条件下线性尺寸变化(收缩/膨胀)的测量方法。封装材料在层压与热循环过程中的尺寸稳定性影响组件的平整度与内部应力,标准提供相应的测量方法以评价材料的尺寸稳定性。

三、关键技术要求与性能指标 🔍

光伏组件封装材料的核心性能参数包括:

  • 体积电阻率(volume resistivity):单位体积材料的电阻,反映电绝缘能力;值越高,绝缘可靠性越好。
  • 光学透射率(transmittance):材料对光(尤其可见光/近红外)的透过能力,决定到达电池片的光能量。
  • 太阳能加权光子透射率:按太阳光谱加权后的光子透射率,更准确反映对发电有贡献的光能。
  • 黄变指数(Yellowness Index):材料老化变黄程度的量化指标,黄变会降低透光率、影响发电。
  • UV 截止波长:材料对紫外光的截止特性,影响电池片抗紫外老化保护与组件效率。
  • 线性尺寸变化:层压/热循环后的收缩或膨胀率,反映尺寸稳定性。
✅ 系列以”测量规程”为核心:通过标准化的试样制备、测量装置与数据处理,使不同厂商、不同配方的封装材料可以在统一尺度下比较其绝缘、光学与尺寸性能,为组件材料选型与质量控制提供依据。

四、试验方法与符合性评价 🧪

相应测量与试验包括:

  • 体积电阻率测量:按 Part 1-2 制备试样、施加规定电压并测量电流,计算体积电阻率。
  • 光谱透射率测量:用分光光度计测量材料的透射光谱,计算太阳能加权光子透射率、黄变指数与 UV 截止波长。
  • 尺寸变化测量:按 Part 1-5 在规定的热条件下测量试样尺寸变化。
  • 数据处理与报告:按标准公式计算各参数,并按标准格式记录测量条件与结果。

测量结果用于封装材料性能评价、供应商比较与组件设计输入。

五、工程实践与应用 🛠️

  • 🔍 组件材料选型:比较不同封装材料(EVA、POE 等)的透光率、黄变指数与体积电阻率,选择满足组件设计要求的材料。
  • 🔧 可靠性评估:结合老化试验后的黄变与透光率变化,评估封装材料的抗老化与抗 PID(电势诱导衰减)能力。
  • 📊 组件设计与仿真:以材料光学与电学参数作为组件光学仿真与绝缘设计的输入。
  • 📋 供应链质量控制:对到货封装材料进行透光率、体积电阻率与尺寸稳定性抽检。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问:为什么封装材料的体积电阻率很重要?
答:封装材料包裹并隔离电池片与组件边缘,其体积电阻率决定在组件工作电压与潮湿环境下的绝缘可靠性;电阻率过低可能导致漏电、PID 甚至安全隐患。
❓ 问:黄变指数(YI)反映什么?
答:反映材料老化变黄的程度。封装材料(如 EVA)在紫外与湿热老化后可能变黄,黄变会降低透光率,进而减少到达电池片的光能、降低组件发电效率。
❓ 问:Part 1-2、1-4、1-5 分别测量什么?
答:Part 1-2 测量体积电阻率(电绝缘),Part 1-4 测量光学透射率并计算太阳能加权光子透射率、黄变指数与 UV 截止波长,Part 1-5 测量线性尺寸变化(尺寸稳定性)。
🔍 问:为什么用”太阳能加权”光子透射率?
答:不同波长光子对发电的贡献不同,太阳光谱能量分布也不均匀。按太阳光谱加权后的光子透射率更准确地反映实际到达电池片、可转换为电能的光子比例,比单一波长透射率更有意义。
❓ 问:如何比较不同封装材料的性能?
答:按 BS EN 62788 相应分部的测量规程,在统一条件下测量透光率、黄变指数、体积电阻率与尺寸变化,再结合材料成本、层压工艺与可靠性数据综合比较。
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