1.분자동력학의 각도:고온 고습 환경에서 재료 내부의 분자 운동은 더욱 심해진다.중합체 재료의 경우, 온도와 습도의 상승은 모두 그 분자 사슬의 열 운동 에너지를 대폭 증가시키고, 분자 사슬 구간의 운동 속도가 더 빠르며, 분자 사슬 사이의 원래 긴밀한 배열이 더욱 느슨해지고, 빈틈이 커진다.태양광 부품의 패키징 재료인 EVA를 예로 들면, 고온 고습 조건에서 그 분자 사슬은 비교적 큰 틈이 생기기 쉽다. 수증기 분자는 고온 시 발생하는 틈새를 통과할 수 있을 뿐만 아니라 고습도 환경에서 더 많은 수증기 집결과 확산 작용을 빌어 재료 내부로 더 쉽게 스며들어 재료의 차단 성능을 심각하게 낮출 수 있다.이밖에 피크의 법칙에 따르면 고온고습은 재료에서의 수증기분자의 확산계수를 뚜렷이 증가시켜 재료에서의 확산속도가 더욱 빠르고 더욱 쉬워 재료의 수증기에 대한 차단능력을 한층 더 약화시킨다.

2. 재료 물리 화학 성질 변화 각도:

물리적 변화:많은 재료는 고온과 고습한 환경에서 더욱 뚜렷한 물리적 변화가 발생할 수 있다.열가소성포장재료는 고온고습조건에서 비교적 단단한 유리상태에서 부드러운 고탄상태로 전환되는 속도가 빨라지고 습도의 영향으로 재료의 체적팽창정도가 더욱 커지며 내부구조가 더욱 느슨해진다.례를 들면 태양광부품중의 밀봉접착제는 고온과 고습하에서 그 체적팽창이 심해져 밀봉부분에 미소한 틈새가 더욱 쉽게 나타날수 있으며 대량의 수증기와 산소는 쉽게 이런 틈새를 통해 태양광부품내부로 진입할수 있다.

화학적 변화:고온과 고습은 재료의 더 복잡한 화학 변화를 일으킬 수도 있다.태양광 부품 재료 중에서 화학 키는 이런 환경에서 더욱 쉽게 끊어지거나 재조합된다.첨가제가 함유된 재료에 대해 첨가제는 고온과 고습에서 분해반응이 가속화되여 더욱 많은 소분자물질을 산생할수 있다. 이런 소분자물질은 재료내부에 더욱 많은 통로를 형성할뿐만아니라 수증기와 반응하여 재료의 화학구조를 개변하여 수증기와 산소에 더욱 쉽게 투과될수 있다.탄소-수소(C-H) 키를 함유한 재료는 고온, 고습, 산소가 존재하는 상황에서 산화반응속도가 빨라져 재료의 차단성능파괴가 더욱 심각하다.

에틸렌-아세테이트 공중합체 (EVA) 의 경우 상온에서 분자 사슬의 상호작용을 통해 수증기와 산소에 일정한 차단 작용을 하며 유연성과 접착성이 뛰어나 배터리 조각을 다른 부품 재료와 잘 포장할 수 있다.고온 고습 환경에서는 EVA의 차단 성능이 더 크게 떨어집니다.한편으로 EVA는 열가소성 재료로서 고온과 고습에서 분자사슬의 운동이 격렬하여 분자사슬 사이의 간격이 더욱 커진다;한편, EVA의 아세테이트 (VA) 성분은 고온과 고습에서 분해 반응이 가속화되어 발생하는 소분자 물질이 증가하는데, 이러한 요소들이 함께 작용하여 EVA의 수증기 투과율이 상온보다 배로 증가하여 태양광 부품 내부의 배터리 슬라이스 등 부품의 보호에 극히 불리하다.

1. 테스트 방법

➣ 수증기 투과율 테스트

적외선 센서법:적외선 센서를 이용하여 재료를 통과하는 수증기 농도를 측정하다.고온고습의 시험환경에서 재료를 센서와 수증기원 사이에 놓으면 센서는 실시간으로 재료를 통과하는 수증기량을 측정하여 수증기투과률을 재빨리 계산해낼수 있다.례를 들면 광주표제연구개발생산W413 2.0 수증기투과률측정기를 사용하여 GB-YBT 태양광편재시험플랫폼과 배합하면 고온고습을 모의하는 조건에서 재료의 수증기투과성능을 정확하게 측정할수 있다.

▲ Y310 2.0 산소투과율 측정기 + GB-YBT310 태양광 편재 테스트베드

태양광 산업에서는 국가와 지역에 따라 등판재의 수증기 투과율에 대한 요구가 다르다.일본 샤프, 경자 등 기업은 요구가 엄격하여 0.3g/m²·day 미만이어야 한다;독일, 오스트리아의 동종 제품 요구 사항은 1.6 g/m²·day이며, 국내 산업 표준은 WVTR이 2.5 g/m²·day 미만이라고 규정하고 있다.수증기 투과율과 산소 투과율 등 차단 성능 지표에 대해서는 모두 상응하는 합격 범위 기준이 있다.고온 고습에서 재료의 차단 성능 테스트 결과가 이러한 표준 범위를 벗어난 경우 이 재료는 태양광 부품에 적합하지 않거나 실제 고온 고습 응용 환경에서 태양광 부품의 신뢰성, 내구성, 안전성을 보장하기 위해 설계도와 생산 공정을 더 개선해야 할 수 있습니다.