预测光伏组件用复合材料的热降解寿命的方法技术

本发明专利技术涉及一种预测光伏组件用复合材料的热降解寿命的方法，是以不同的升温速率获取一组热重曲线；分别取不同升温速率下的多个衰退值；将上述衰退值转化为升温速率对1/T图谱，得到一组直线；对图谱各组数据拟合，取相近斜率推算活化能E；根据寿命公式建立寿命-1/T图谱，再根据图谱拟合曲线外推得出1/T点寿命。本发明专利技术所述的测试方法简单快速，且可靠性高，可以用于光伏组件复合材料的寿命评估，也可用于不同厂家或不同批次材料的热稳定性比较。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光伏组件复合材料的热降解寿命的测量方法，尤其是一种使用热重法预测光伏组件用复合材料的热降解寿命。
技术介绍
目前，预测材料寿命的报道很多，但涉及光伏组件用复合材料的寿命测量却很少。 太阳能光伏组件要在各种复杂的环境下使用25年之久，光伏组件的使用寿命不仅是太阳能发电投资商最为关心的，也是广大光伏组件厂商所关注的。传统测试方法一般在烘箱中对材料进行加速寿命测试，需要耗时几十天甚至数月之久，才能使材料失效。因此，对于迅速发展的光伏行业，光伏组件用复合材料寿命的快速预测意义重大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种快速准确的测试方法——热分解动力学法来预测光伏组件用复合材料的热降解寿命。本专利技术所采用的技术方案为一种，包括以下步骤1)将测试材料在干燥皿中放置一段时间后取出对材料进行取样；2)将样品盘放置于酒精灯上加热去除样品盘内残留的杂质后，将步骤1)中所取出的样品放入样品盘内送入高温炉进样；3)关闭高温炉，向高温炉内通入惰性保护气体并使惰性保护气体充满炉腔，然后开启高温炉升温，在惰性保护气体的气氛下，以不同的升温速率获取一组热重曲线；4)分别取不同升温速率下的多个衰退值；5)将上述衰退值转化为升温速率对1/T图谱，得到一组直线；6)对图谱各组数据拟合，取相近斜率推算活化能E ；7)根据寿命公式建立寿命-1/T图谱，再根据图谱拟合曲线外推得出1/T点寿命。进一步的说，所述的步骤3)中开启高温炉后炉内温度为室温 700°C。本专利技术的原理是复合材料在受热过程中会发生一系列的物理变化和化学变化， 同时也伴随着重量的变化。当温度升高时，分子的运动速率增大，不仅使分子在单位时间内碰撞的次数增加， 更重要的是由于分子能量增加，使活化分子百分数增大。升高温度，可以使活化分子百分数增大，从而使反应速率增大。根据Flyrm-WalI-Ozawa动力学方程(1)可求出活化能E I^ - I ----------------- Il· IICIJ活化能越大，表明其热阻力越大，反应越慢，寿命越长。因光伏组件复合材料长期暴露在外界环境下，只要得到某一失重百分比(此时的热降解机理接近实际破坏机理)的活化能，根据寿命公式( 可计算出该材料在某一温度下的寿命其中上述公式(1)和O)中E——热分解表观活化能，单位为KJ · mol-1 ；R——气体常数，为 8. 314J · mol-1 · K-I ；b——常数，为 0.457;β——升温速率，单位为Κ · min-1 ；T——某一恒定转化率的温度，单位为K ；tf——材料被破坏所需时间，单位为min ；Tf——材料的破坏温度，单位为K ；Tc——在升温速率β下达到某一恒定失重率时的温度，单位为Κ ；P(E/RTc)——热分析动力学中的P函数。本专利技术的有益效果是⑴适合自动化操作；(2)质量控制，测量简单快捷；⑶测量精确，稳定性好，系统误差小。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是背板在不同升温速率下所得的一系列热重曲线图；图2是背板在不同升温速率下对1/T图谱；图3是背板的寿命-1/T图谱。具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。以背板为例，对其进行寿命的预测将背板在干燥皿中放置一段时间，取出后用剪刀剪下4个圆片样品，重量约IOmg ；先将样品盘(钼金盘)在酒精灯焰上烧2分钟，以除去样品盘上残留的杂质；将样品盘进样重量归零后将测试样品(IOmg)放在样品盘上，进样；关闭高温炉子，等待3分钟，使惰性保护气体(氮气或氩气)充满整个高温炉内后开始实验，实验过程中一直通有惰性保护气体N2 ；在N2气氛下，分别以I0C /min,2°C /min,5°C /min, 10°C /min的不同升温速率，将质量为IOmg的背板从室温升至700°C，N2的流速为50mL/min，得到一系列的热重曲线，如图 1所示。分别取不同升温速率下的1%，2%，3%，5%衰退值，如下表权利要求1.一种，其特征在于包括以下步骤1)将测试材料在干燥皿中放置一段时间后取出对材料进行取样；2)将样品盘放置于酒精灯上加热去除样品盘内残留的杂质后，将步骤1)中所取出的样品放入样品盘内送入高温炉进样；3)关闭高温炉，向高温炉内通入惰性保护气体并使惰性保护气体充满炉腔，然后开启高温炉升温，在惰性保护气体的气氛下，以不同的升温速率获取一组热重曲线；4)分别取不同升温速率下的多个衰退值；5)将上述衰退值转化为升温速率对1/T图谱，得到一组直线；6)对图谱各组数据拟合，取相近斜率推算活化能E；7)根据寿命公式建立寿命-1/T图谱，再根据图谱拟合曲线外推得出1/T点寿命。2.如权利要求1所述的，其特征在于 所述的步骤3)中开启高温炉后炉内温度为室温 700°C。全文摘要本专利技术涉及一种，是以不同的升温速率获取一组热重曲线；分别取不同升温速率下的多个衰退值；将上述衰退值转化为升温速率对1/T图谱，得到一组直线；对图谱各组数据拟合，取相近斜率推算活化能E；根据寿命公式建立寿命-1/T图谱，再根据图谱拟合曲线外推得出1/T点寿命。本专利技术所述的测试方法简单快速，且可靠性高，可以用于光伏组件复合材料的寿命评估，也可用于不同厂家或不同批次材料的热稳定性比较。文档编号G01N25/00GK102331437SQ201110217198公开日2012年1月25日 申请日期2011年7月30日 优先权日2011年7月30日专利技术者汪建玲, 沈灿军, 王昭云 申请人:常州天合光能有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种预测光伏组件用复合材料的热降解寿命的方法，其特征在于包括以下步骤：１）将测试材料在干燥皿中放置一段时间后取出对材料进行取样；２）将样品盘放置于酒精灯上加热去除样品盘内残留的杂质后，将步骤１）中所取出的样品放入样品盘内送入高温炉进样；３）关闭高温炉，向高温炉内通入惰性保护气体并使惰性保护气体充满炉腔，然后开启高温炉升温，在惰性保护气体的气氛下，以不同的升温速率获取一组热重曲线；４）分别取不同升温速率下的多个衰退值；５）将上述衰退值转化为升温速率对１／Ｔ图谱，得到一组直线；６）对图谱各组数据拟合，取相近斜率推算活化能Ｅ；７）根据寿命公式建立寿命－１／Ｔ图谱，再根据图谱拟合曲线外推得出１／Ｔ点寿命。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪建玲，王昭云，沈灿军，
申请(专利权)人：常州天合光能有限公司，
类型：发明
国别省市：32