紫外光加速老化IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)測試解析

　　截止目前為止，IEC61215共發(fā)行了兩個版本，一版是IEC61215:1993，二版是IEC61215:2005。而國標(biāo)GB/T9535:1998《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計鑒定和定型》就是等效采用一版IEC61215:1993。

　　二版比一版多了一個附錄A。而在紫外試驗方面，主要的改動是10.10節(jié)的標(biāo)題由“UVtest(紫外試驗)"改為“UVpreconditioningtest(紫外預(yù)處理試驗)"。一版在“紫外試驗"這一部分，只說明了試驗?zāi)康氖恰按_定組件經(jīng)受紫外（UV）輻照的能力"，及“紫外試驗正在考慮之中"，而二版不僅把試驗?zāi)康母臑椤霸诮M件進行熱循環(huán)/濕凍試驗前進行紫外（UV）輻照預(yù)處理以確定相關(guān)材料及粘連連接的紫外衰減"，而且對試驗裝置、試驗程序及試驗要求進行了詳細(xì)描述。

　　一、戶外老化因素

　　老化損害主要由三個因素引起：光照，高溫和潮濕。這三個因素中的任一個都會引起材料老化，它們的共同作用，大于其中任一因素造成的危害。

　　光照

　　高分子材料的化學(xué)鍵對太陽光中不同波段的光線的敏感性不同，一般對應(yīng)一個閾值，太陽光的短波段紫外線是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因。

　　高溫

　　溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速度越快。老化反應(yīng)是一種光致化學(xué)反應(yīng)，溫度不影響光致化學(xué)反應(yīng)中的光致反應(yīng)速度，卻影響后繼化學(xué)反應(yīng)速度。因此溫度對材料老化的影響往往是非線性的。

　　潮濕

　　水會直接參與材料老化反應(yīng)。露水，雨水及濕度是自然條件中水的幾個主要表現(xiàn)形式。研究表明，戶外材料每天都將長時間處于潮濕狀態(tài)（平均每天長達8-12個小時）。而露水是戶外潮濕的主要原因。露水造成的危害比雨水更大，因為它附著在材料上的時間更長，形成更為嚴(yán)酷的潮濕侵蝕。

　　二、紫外光加速老化測試

　　陽光模擬

　　QUV利用熒光紫外線燈來模擬太陽光對耐久性材料造成損害的威脅因素。這些燈在電學(xué)原理上與普通照明用的燈很相似，但它主要發(fā)射紫外線而非可見光或紅外線。

　　對于不同的應(yīng)用條件，需要不同光譜進而需要不同類型的燈。UVA-340燈管在紫外線的短波段提供的模擬太陽光。UVA-340的光譜能量分布（SPD）在太陽光的截止點到大約360nm范圍內(nèi)與太陽光吻合的非常好。UV-B燈管在QUV中也被廣泛應(yīng)用。它們比UV-A燈管引起材料更快的老化，但它們的比太陽光的截止點更短的波長對許多材料可能產(chǎn)生不切實際的結(jié)果。

　　輻照度控制

　　為了達到精確且可重復(fù)的測試結(jié)果，有必要控制輻照度（光強）。大多數(shù)QUV型號裝備有日光眼照度控制器。這種精確的光控系統(tǒng)為使用者提供了選擇輻照度控制的優(yōu)勢。利用日光眼的反饋循環(huán)系統(tǒng)，可以連續(xù)、自動地控制且精確地保持輻照度。日光眼靠調(diào)整燈的功率來自動補償燈的老化以及其他因素造成的光強變化。在僅僅幾天或幾周內(nèi)，QUV能模擬在室外經(jīng)幾個月甚至幾年所造成的損害。

　　UV控制

　　在QUV內(nèi)部，因熒光紫外線燈固有的光譜穩(wěn)定性，發(fā)光控制系統(tǒng)被簡化。隨著燈管的老化，所有光源的輸出都會發(fā)生衰減。然而，不像大多數(shù)其它類型的燈，熒光燈的光譜不會隨時間而變。這提高了測試結(jié)果的可重復(fù)性，也是用QUV進行測試的一個主要的優(yōu)點。

　　溫度控制

　　在QUV中，溫度的控制也很重要，因為溫度影響材料老化的速率。紫外試驗箱一般是通過黑板溫度計或黑標(biāo)溫度計來精確控制樣品表面溫度。

　　潮濕模擬

　　在QUV冷凝循環(huán)過程中，測試室底部的水槽被加熱用來產(chǎn)生蒸汽。在較高的溫度下，熱蒸汽使測試室內(nèi)保持100％的相對濕度。QUV中，測試樣品實際上形成測試室的側(cè)壁，樣品的另一面暴露在室內(nèi)周圍的空氣中。室內(nèi)相對較冷的空氣就使得測試樣品的表面比測試室內(nèi)的熱蒸汽的溫度低好幾度。這一溫度差造成通過冷凝循環(huán)在樣品表面液態(tài)形式的水慢慢冷凝而成。

　　除了標(biāo)準(zhǔn)的冷凝機制，QUV還可用水噴淋系統(tǒng)來模擬其它一些損害情況，比如熱沖擊或機械腐蝕。使用者可操作QUV來產(chǎn)生潮濕循環(huán)并伴隨紫外線，這一模擬與自然老化非常相似。