太陽能作為分布廣泛、儲量豐富的綠色能源，備受關注。在光伏系統中，PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）是光伏背板的主要材料。而局部放電（PD）是導致PET絕緣和機械性能惡化的挑戰之一，對光伏背板的使用壽命有嚴重影響。本期內容將圍繞局部放電后的PET斷裂伸長率和拉伸強度展開，來自美能光伏的拉脫力綜合測試儀，臥立一體設計，助力制造商生產高質量組件！

組件背板核心結構 - PET太陽能電池板主要由光伏玻璃、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）薄膜、太陽能電池、接線盒、背板等組成，如圖1所示。背板大面積與外界環境接觸，不僅要在惡劣的環境下保持組件的優異性能，還要保證組件的長期可靠性。

圖1.電池板結構示意圖

常見的背板結構是TPT[聚氟乙烯(PVF)/PET/PVF]，如圖2所示。核心部分通常由具有耐熱性、耐化學性和電性能的PET制成，背板的壽命直接影響組件的性能，與太陽能電站的安全運行和經濟效益密切相關。

圖2.TPT背板結構

PET背板需要具有保持電絕緣的能力，研究發現，EVA薄膜和背板之間的路徑顯著增加了局部放電的風險，由電位誘導衰減（PID）引起的漏電流會對背板產生影響，最終導致電擊穿。通過對比不同的局部放電持續時間，PET局部放電后的斷裂伸長率（EAB）和拉伸強度（TS）的變化機制來評估背板的使用壽命和可靠性。

PET樣品的拉力試驗將樣品垂直固定在夾具中，如圖3所示。使用局部放電后的樣品進行拉伸試驗，分析其力學性能，包括斷裂伸長率和拉伸強度，拉伸速度為50±5mm/min。

圖3. 夾具示意圖

拉力試驗結果試驗結果相應的相位分辨局部放電（PRPD）結果如圖4所示，圖中紅色部分為局部放電信號密集出現的區域，黑色為信號較少的區域；對于放電量較小的PRPD圖，放電時間相對較短，頻率相對較高；放電強度較高的PRPD圖，放電時間相對較長，頻率相對較低；隨著局部放電持續時間的增加，局部放電點數量顯著增加，振幅也顯著增加。

圖4. 持續30(a)、60(b)和120(c)分鐘后的PRPD圖

對局部放電后的樣品進行拉力試驗：斷裂伸長率和拉伸強度是反映絕緣材料機械強度的兩個常用指標。

斷裂伸長率是指樣品在整個拉力試驗過程中斷裂時的位移值與原始長度的比值，以百分比表示，公式如下：公式中，L為材料的原始長度，ΔL為材料試驗后的位移長度。

拉伸強度反映了無數值（或微小）均勻變形的斷裂抗力，公式如下：

其中P是材料上的最大拉力，b和d分別是材料的厚度和寬度。

圖5顯示了拉力試驗之前和之后的樣品，拉伸區域位于紅色虛線內。

圖5. PET樣品斷裂前(a)和斷裂后(b)

圖6顯示了拉力試驗中未部分放電的PET的力與位移的關系：材料的拉伸過程首先經歷彈性變形階段，達到屈服點后發生變形，達到斷裂點后，發生斷裂。

圖6. 未局部放電的PET力與位移關系圖

將未局部放電的樣品試驗后的數據代入上述兩個公式后發現，斷裂伸長率和拉伸強度的計算值與實驗測量值幾乎相同，從而得出結論：實驗中測得的數據同時滿足上述兩個公式。隨著局部放電時間的增加，PET發生水解反應后易破裂，使機械性能下降，加快了材料的絕緣損壞速度，最終導致材料和設備的可靠性下降。

美能拉脫力綜合測試儀

介紹：

美能拉脫力綜合測試儀，采用臥立一體式設計，立式測試模塊配備50N，1000N各一個力量傳感器可用于材料的拉伸，壓縮，彎曲等靜態物性的試驗，專用于光伏行業硅晶片、硅料、電池組件等相關產品的剝離力、抗拉強度等測試。

滿足標準:

GB/T16491-2009，GB/T16491-96，JB/T17797-95

特點：

?獨特的臥立一體式設計，同時兼具臥式180°剝離強度測試和立式電池片彎曲測試；

?臥式測試模塊可達到28個傳感器同時使用；

?立式測試模塊可用于成品電池或材料的拉伸、壓縮、彎曲等試驗；

?單面測試時間＜1分鐘，比單組測試速度至少提高10-18倍

光伏組件的質量和性能對太陽能發電系統的長期穩定運行至關重要。美能拉脫力綜合測試儀，憑借精心設計測試細節部件和多主柵測試功能，廣泛應用于組件力學性能的評估，成為光伏行業中不可或缺的重要檢測設備，美能光伏將通過持續創新和技術升級，助力太陽能發電行業邁向更加可持續和繁榮的未來。