眾(zhong)所周知，光(guang)伏組件的(de)(de)應(ying)用環(huan)境(jing)(jing)多種多樣，如熱(re)帶高(gao)(gao)濕環(huan)境(jing)(jing)、沿(yan)海(hai)環(huan)境(jing)(jing)、沙漠(mo)干旱、溫和環(huan)境(jing)(jing)等(deng)。不同(tong)的(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)應(ying)力對光(guang)伏組件的(de)(de)耐候性(xing)能的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)是(shi)(shi)有(you)明顯差異的(de)(de)。目前傳統的(de)(de)商業化(hua)光(guang)伏組件是(shi)(shi)三明治結構，玻璃(li)/EVA/電池/ EVA/背板，其(qi)封裝(zhuang)材(cai)(cai)料（玻璃(li)、背板、EVA）作為(wei)光(guang)伏組件上的(de)(de)一(yi)道屏障，可(ke)以有(you)效的(de)(de)保(bao)護內部的(de)(de)光(guang)伏電池不受外界環(huan)境(jing)(jing)的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，從而確保(bao)其(qi)在不同(tong)應(ying)用環(huan)境(jing)(jing)下(xia)(xia)的(de)(de)長期可(ke)靠(kao)性(xing)。那么如何(he)在這么多不同(tong)環(huan)境(jing)(jing)下(xia)(xia)保(bao)證光(guang)伏組件長達25年的(de)(de)長期可(ke)靠(kao)性(xing)，封裝(zhuang)材(cai)(cai)料的(de)(de)選型就變(bian)得至關重要的(de)(de)。玻璃(li)是(shi)(shi)無機材(cai)(cai)料，在戶外各種環(huan)境(jing)(jing)下(xia)(xia)都相對穩定(ding)，具有(you)優異的(de)(de)長期耐候性(xing)，因此本文主(zhu)要探討EVA、背板這類容易(yi)受氣候影(ying)響(xiang)(xiang)的(de)(de)高(gao)(gao)分子封裝(zhuang)材(cai)(cai)料在沿(yan)海(hai)或是(shi)(shi)熱(re)帶高(gao)(gao)濕環(huan)境(jing)(jing)下(xia)(xia)的(de)(de)選型。在回答這個問題之前，我們需要先(xian)搞清楚下(xia)(xia)面幾個問題。
    1、室(shi)內環(huan)境測試能否模擬戶外的環(huan)境
    通(tong)常我們用室(shi)內(nei)的雙(shuang)85高溫(wen)高濕(shi)測試（85℃，85%R.H.，1000hrs）來(lai)模(mo)擬戶外沿(yan)海或是(shi)熱帶高濕(shi)環境(jing)，但是(shi)一(yi)直存在(zai)這樣一(yi)些疑慮和爭(zheng)議：
    a) 85℃，85%R.H.的雙85測(ce)試環境(jing)真的能代(dai)表戶外沿海或是熱(re)帶高濕環境(jing)嗎？其失(shi)效機理是否會存在(zai)差異？
    b) 85℃，85%R.H.，1000hrs的測試(shi)能否戶外代(dai)表(biao)25年？
    目(mu)前這兩個問題都有了一些結(jie)論(lun)。我們先來看一下(xia)戶外的2個應用(yong)實(shi)例。

    圖1是安裝(zhuang)在熱帶地區運行了8年的組件的EL圖，該地區氣候高濕，安裝(zhuang)地離海邊不到500米。2010年安裝(zhuang)，2018年測試EL發現電池從焊帶開始(shi)出(chu)現大量的腐(fu)蝕發黑(hei)現象(xiang)，嚴重的部分整個電池發黑(hei)，與(yu)銘牌功率(lv)比(bi)，功率(lv)衰減13.8%。

    圖2是安裝(zhuang)在(zai)亞熱帶地區(qu)運行(xing)了8年(nian)的組件的EL圖，該地區(qu)夏季高濕，冬季溫和濕潤，離(li)海不(bu)到500米。2010年(nian)安裝(zhuang)，2018年(nian)測試EL發(fa)現(xian)(xian)電(dian)池焊(han)帶開(kai)始出現(xian)(xian)大(da)量(liang)的腐蝕(shi)發(fa)黑現(xian)(xian)象，與銘牌功率比，功率衰減5.6%。

    那么(me)，室內的(de)高溫高濕(shi)環境下，組(zu)件如(ru)何表現呢？我們拿同樣10年生產的(de)組(zu)件去做測(ce)試，分(fen)別在1000小(xiao)時(shi)(shi)，1250小(xiao)時(shi)(shi)，1500小(xiao)時(shi)(shi)，2000小(xiao)時(shi)(shi)后測(ce)試功(gong)率和(he)EL，如(ru)下圖(tu)所示，我們在高溫高濕(shi)的(de)測(ce)試過程(cheng)中發現了戶(hu)外相似的(de)失效過程(cheng)。隨(sui)著(zhu)高溫高濕(shi)的(de)進行，電池片(pian)從焊帶開始(shi)腐(fu)蝕并逐步加(jia)劇(ju)，與銘牌(pai)功(gong)率比，功(gong)率出現明顯的(de)下降。

    根據室內和室外的數(shu)據分析，我們(men)可以得出(chu)如下結論：
    a) 85℃，85%R.H.的測(ce)試環(huan)境(jing)可(ke)以有效(xiao)的模(mo)擬戶外沿海或是熱帶高濕(shi)環(huan)境(jing)。其失效(xiao)機理基(ji)本(ben)相似。
    b) 85℃，85%R.H.，1000小時的測試不能代(dai)(dai)表(biao)組件25年(nian)(nian)的使用壽命，室(shi)內(nei)1500小時的測試僅能代(dai)(dai)表(biao)亞熱(re)帶地(di)區靠海安裝的組件室(shi)外運行8年(nian)(nian)，室(shi)內(nei)2000小時的測試僅能代(dai)(dai)表(biao)熱(re)帶地(di)區靠海安裝的組件室(shi)外運行不到8年(nian)(nian)的時間(jian)。
    2、高(gao)溫(wen)高(gao)濕環境下的失效機理
    業內一(yi)(yi)直有這(zhe)(zhe)樣(yang)兩種(zhong)聲音，一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)水(shui)(shui)汽(qi)的(de)(de)(de)侵入使得EVA水(shui)(shui)解產生(sheng)(sheng)(sheng)醋(cu)酸是(shi)導致(zhi)組(zu)件(jian)高溫高濕(shi)(shi)環(huan)境(jing)下(xia)(xia)失(shi)效的(de)(de)(de)原因(yin)，因(yin)此(ci)需要(yao)使用低水(shui)(shui)透(tou)的(de)(de)(de)背(bei)板(ban)；另一(yi)(yi)種(zhong)是(shi)水(shui)(shui)汽(qi)進入組(zu)件(jian)內部后(hou)使得EVA水(shui)(shui)解后(hou)產生(sheng)(sheng)(sheng)醋(cu)酸沒有辦(ban)法跑出去進而腐(fu)蝕(shi)電池，導致(zhi)組(zu)件(jian)高溫高濕(shi)(shi)環(huan)境(jing)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)失(shi)效，因(yin)此(ci)需要(yao)使用透(tou)水(shui)(shui)率高的(de)(de)(de)可呼吸的(de)(de)(de)背(bei)板(ban)。這(zhe)(zhe)兩種(zhong)聲音都有一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)道理，其中(zhong)對(dui)于高溫高濕(shi)(shi)環(huan)境(jing)下(xia)(xia)組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)失(shi)效是(shi)由(you)于EVA水(shui)(shui)解產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)醋(cu)酸腐(fu)蝕(shi)電池片導致(zhi)，這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)點是(shi)一(yi)(yi)致(zhi)認同的(de)(de)(de)。那么到底該選擇高水(shui)(shui)透(tou)的(de)(de)(de)背(bei)板(ban)還(huan)是(shi)低水(shui)(shui)透(tou)的(de)(de)(de)背(bei)板(ban)，讓(rang)我們來(lai)看(kan)以下(xia)(xia)的(de)(de)(de)數據。
    2.1高溫高濕(shi)環境下背板透水率(lv)對組(zu)件(jian)可靠(kao)性的影響(xiang)

    我(wo)們對不(bu)同透(tou)水(shui)率(lv)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)組(zu)件(jian)進行了高(gao)溫(wen)高(gao)濕(shi)測(ce)試(shi)。表(biao)1是(shi)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)透(tou)水(shui)率(lv)值。透(tou)水(shui)率(lv)1.34g/㎡.day的(de)(de)(de)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)是(shi)高(gao)阻水(shui)的(de)(de)(de)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)，也是(shi)目前(qian)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)透(tou)水(shui)率(lv)較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)，市面上未大量使用。透(tou)水(shui)率(lv)2.34g/㎡.day的(de)(de)(de)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)是(shi)目前(qian)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)中(zhong)(zhong)透(tou)水(shui)率(lv)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)，也是(shi)目前(qian)在廣(guang)泛使用的(de)(de)(de)。圖8是(shi)高(gao)溫(wen)高(gao)濕(shi)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)測(ce)試(shi)后(hou)(hou)功(gong)率(lv)衰(shuai)減(jian)(jian)情況(kuang)。3000小(xiao)時的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)高(gao)濕(shi)后(hou)(hou)，背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)透(tou)水(shui)率(lv)在2.34g/㎡.day的(de)(de)(de)兩塊(kuai)(kuai)組(zu)件(jian)具有的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)衰(shuai)減(jian)(jian)，圖10的(de)(de)(de)EL顯示電(dian)(dian)池(chi)焊(han)帶(dai)開始出(chu)現(xian)嚴(yan)重發黑(hei)腐蝕的(de)(de)(de)現(xian)象。背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)透(tou)水(shui)率(lv)在1.34g/㎡.day的(de)(de)(de)兩塊(kuai)(kuai)組(zu)件(jian)功(gong)率(lv)衰(shuai)減(jian)(jian)其次(ci)，圖9的(de)(de)(de)EL顯示電(dian)(dian)池(chi)焊(han)帶(dai)開始出(chu)現(xian)輕(qing)微(wei)的(de)(de)(de)發黑(hei)腐蝕現(xian)象。有意思的(de)(de)(de)是(shi)完全(quan)曝露(lu)在水(shui)汽中(zhong)(zhong)沒有背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)組(zu)件(jian)和透(tou)水(shui)率(lv)為0g/㎡.day的(de)(de)(de)雙玻組(zu)件(jian)及含鋁背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)組(zu)件(jian)功(gong)率(lv)衰(shuai)減(jian)(jian)相當，均小(xiao)于5%。圖11是(shi)無背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)EL圖，其中(zhong)(zhong)為了粘接接線盒(he)，下(xia)排電(dian)(dian)池(chi)覆蓋(gai)了背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)，被背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)覆蓋(gai)的(de)(de)(de)區域的(de)(de)(de)EL顯示電(dian)(dian)池(chi)焊(han)帶(dai)附件(jian)出(chu)現(xian)輕(qing)微(wei)的(de)(de)(de)發黑(hei)腐蝕，而沒有背(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)(bei)板(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)(de)(de)區域，電(dian)(dian)池(chi)沒有異常。

    表1 組件背板透(tou)水(shui)率信(xin)息

    圖9 DH3000前后Sample 5（背(bei)板透水率1.34g/㎡.day）的EL圖

    圖10 DH3000前后(hou)Sample 8（背板透水率2.34g/㎡.day）的EL圖

    綜上所述，我們(men)可以(yi)得出以(yi)下(xia)結(jie)論：
    a)0水(shui)透的(de)組(zu)件(jian)（含量背板，雙玻），由于沒有水(shui)汽的(de)侵入，因而EVA不會(hui)水(shui)解產生醋酸，也不會(hui)存在(zai)腐(fu)蝕電池的(de)現象，可以(yi)保證(zheng)高溫高濕環境下組(zu)件(jian)的(de)長期可靠性；
    b)完全透水的(de)背(bei)(bei)(bei)板(ban)，雖然EVA會水解(jie)產生醋酸(suan)(suan)，但(dan)是(shi)醋酸(suan)(suan)也全部釋放出去(qu)，因而也不會腐蝕電池，同樣也不會導致高溫高濕環(huan)境下的(de)功率衰減。但(dan)是(shi)背(bei)(bei)(bei)板(ban)是(shi)起絕緣(yuan)作用的(de)，沒有(you)背(bei)(bei)(bei)板(ban)的(de)組件絕緣(yuan)會存在問題；
    c)高(gao)分子材(cai)料的背板(ban)，在沒有(you)阻水(shui)層存在的情況下(xia)，或多(duo)或少都會有(you)水(shui)汽(qi)滲透，EVA水(shui)解不可避免，相對低水(shui)率的背板(ban)可以延(yan)緩但(dan)不能阻止高(gao)溫高(gao)濕環境下(xia)組件(jian)的失效。
    d)含鋁(lv)的背板(ban)雖然可以做(zuo)到0水透，但是(shi)成本較(jiao)高(gao)，加(jia)工也較(jiao)復雜。可以開發一款背板(ban)即(ji)能透水又能透醋(cu)酸(suan)，這樣(yang)可以讓(rang)酸(suan)性(xing)氣體(ti)及時的排出進(jin)而阻(zu)止(zhi)高(gao)溫高(gao)濕環境下組件的失效。
    2.2高溫高濕環境下EVA的(de)VA含量對組件可(ke)靠性的(de)影響
    早期EVA的(de)VA含(han)量以(yi)VA33為主，為了(le)改(gai)善EVA產線的(de)裁(cai)切、環(huan)境溫(wen)度較高情況下(xia)發(fa)粘以(yi)及PID和蝸牛紋現象，14年開始行業內(nei)EVA的(de)VA含(han)量以(yi)VA28為主，那么VA含(han)量對組件高溫(wen)高濕環(huan)境下(xia)會有什么樣的(de)影(ying)響呢？

    圖(tu)12是(shi)采用同一家(jia)EVA廠家(jia)生產的(de)(de)不同含量(liang)的(de)(de)EVA搭配(pei)同樣的(de)(de)背板和電池做出(chu)(chu)的(de)(de)組件進(jin)行高(gao)濕高(gao)濕測(ce)(ce)試的(de)(de)結果。可以看出(chu)(chu)，VA33含量(liang)的(de)(de)EVA在2000小時的(de)(de)測(ce)(ce)試后，組件功率(lv)衰減明顯(xian)高(gao)于VA28含量(liang)的(de)(de)EVA。圖(tu)13的(de)(de)EL顯(xian)示，電池焊帶附(fu)件明顯(xian)開始發黑腐(fu)蝕。

    圖12 組(zu)件采用(yong)不同VA含量的EVA封裝(zhuang)后(hou)高(gao)溫高(gao)濕(shi)下的功率衰減(jian)

    由此可見(jian)，VA含(han)量(liang)的高(gao)(gao)低(di)對組(zu)件(jian)在(zai)高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)濕(shi)環境(jing)下的可靠性也有較大的影響。在(zai)高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)濕(shi)地區，應(ying)選用VA含(han)量(liang)較低(di)的EVA封(feng)裝。
    結論(lun)
    綜上(shang)所述，在沿海或是(shi)熱帶高(gao)濕環(huan)境下，對(dui)于封裝材料的選型有以下幾個方案：
    a)采用0水透(tou)的背(bei)板（含鋁背(bei)板，雙玻）可以有效(xiao)的防止高濕環境下組件的失效(xiao)；
    b)采用較低水透的背(bei)板，搭配低VA含量(liang)的EVA，可以(yi)延緩組件(jian)在高濕環(huan)境下的衰減；
    c)需(xu)要開(kai)發新型背板(ban)，能透水同時(shi)也(ye)能使得醋酸及(ji)時(shi)釋(shi)放，同樣可以(yi)有效的(de)防止高濕(shi)環境下組件的(de)失(shi)效。
    d)雙85測(ce)試可以(yi)有效的評估組件能(neng)否在高(gao)濕環境下運行25年。