聚光太陽能電池的環(huán)境可靠度試驗(yàn)要求當(dāng)中,針對(duì)于聚光太陽能電池的電池單元(Cell)、接收端(Receiver)、模組(Module)在溫度循環(huán)試驗(yàn)、濕冷凍試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)皆有其試驗(yàn)方式以及試驗(yàn)條件,對(duì)于試驗(yàn)后的品質(zhì)確認(rèn)也有會(huì)所差異,所以將IEEE1513有關(guān)于溫度循環(huán)試驗(yàn)、濕冷凍試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)這三個(gè)試驗(yàn)在規(guī)范裡面,其差異性及試驗(yàn)方法整理給大家參考。

資料參考來源:IEEE Std 1513-2001
IEEE1513-5.7 Thermal cycle test 溫度循環(huán)試驗(yàn)
目的:判斷接收端是否能夠適當(dāng)承受零件與接合材料因熱膨脹差所造成的故障原因,特別關(guān)心銲錫接合和封裝品質(zhì)。 背景:聚光型太陽能電池的溫度循環(huán)試驗(yàn),可顯露銅散熱片的焊接疲勞,并需透過完整傳送超音波來探測電池的裂紋擴(kuò)展(SAND92-0958 [B5])。
裂紋擴(kuò)展是溫度循環(huán)數(shù)的一個(gè)作用,初步完整的焊點(diǎn)、銲點(diǎn)型態(tài),在電池和散熱器之間因熱膨脹係數(shù)不同和溫度循環(huán)參數(shù),在熱循環(huán)試驗(yàn)后檢查接收器結(jié)構(gòu)的封裝與絕緣材料品質(zhì)。 有兩個(gè)程序的測試計(jì)畫,測試方式如下:
程序A與程序B
程序A:測試接收器電阻在熱應(yīng)力所引起的熱膨脹差
程序B:在進(jìn)行濕冷凍試驗(yàn)前先進(jìn)行溫度循環(huán)
預(yù)處理前強(qiáng)調(diào)接收材料的初期缺陷是在實(shí)際濕冷凍所造成的,為了適應(yīng)不同的聚光型太陽能設(shè)計(jì),可複選程序A及程序B的溫度循環(huán)試驗(yàn),列于表一及表二。
1.這些接收器採用了太陽能電池與銅散熱器直接連接在一起的設(shè)計(jì),需要使用的條件為第一行表
2.這將確保潛在的失效機(jī)制,這可能將導(dǎo)致研發(fā)過程所發(fā)生的缺陷被發(fā)現(xiàn),這些設(shè)計(jì)採用不同的方法,可以使用如表所示替代條件去黏結(jié)電池的散熱器。
表三顯示接收部分在備選方案事先進(jìn)行程序B溫度循環(huán)。
由于程序B主要測試接收端其他材料,而替代方案則是提供給所有設(shè)計(jì)
表一-接收器的溫度循環(huán)程序測試
程序A-熱循環(huán)
選項(xiàng)
|
最高溫度
|
總循環(huán)數(shù)
|
應(yīng)用電流
|
所需的設(shè)計(jì)
|
TCR-A
|
110℃
|
250
|
無
|
電池直接焊接在銅散熱器上
|
TCR-B
|
90℃
|
500
|
無
|
其他設(shè)計(jì)的備案
|
TCR-C
|
90℃
|
250
|
I(applied) = Isc
|
其他設(shè)計(jì)的備案
|
表二-接收器的溫度循環(huán)程序測試
程序B-濕冷凍試驗(yàn)前的溫度循環(huán)
選項(xiàng)
|
最高溫度
|
總循環(huán)數(shù)
|
應(yīng)用電流
|
所需的設(shè)計(jì)
|
HFR-A
|
110℃
|
100
|
無
|
所有設(shè)計(jì)的備案
|
HFR-B
|
90℃
|
200
|
無
|
所有設(shè)計(jì)的備案
|
HFR-C
|
90℃
|
100
|
I(applied) = Isc
|
所有設(shè)計(jì)的備案
|
程序:接收端將承受–40 °C到最高溫度(依序表一與表二的測試程序)之間的溫度循環(huán),循環(huán)試驗(yàn)可放入單箱或兩箱氣體式溫度沖擊試驗(yàn)箱,液體式?jīng)_擊循環(huán)不應(yīng)該使用,駐留時(shí)間至少10分鐘,高低溫需在±5℃要求內(nèi),循環(huán)頻率不應(yīng)大于一天24次循環(huán)也不可少于每天4次循環(huán),建議頻率是每天18次。
兩個(gè)樣品所需進(jìn)行熱循環(huán)週期數(shù)與最高溫度,參考表3 (圖一的程序B),之后將進(jìn)行目測檢查和電氣特色測試(參考5.1與5.2) 這些樣本將受到濕冷凍試驗(yàn),依據(jù)5.8,體積較大的接收端則參考4.1.1(在圖二說明這程序)
背景:在溫度循環(huán)試驗(yàn)的目的是加速試驗(yàn),將顯現(xiàn)在短期的失效機(jī)制,事先發(fā)現(xiàn)聚光型太陽能的硬體故障 因此,該試驗(yàn)包括很可能看到一個(gè)超越模組范圍較廣的溫度差,溫度循環(huán)上限的60℃是依據(jù)許多模組丙烯酸樹脂鏡片的軟化溫度,對(duì)于其他的設(shè)計(jì),溫度循環(huán)的上限是90℃(見表3)
表3-模組溫度循環(huán)的測試條件列表
程序B 濕冷凍試驗(yàn)前的溫度循環(huán)預(yù)處理
選項(xiàng)
|
最高溫度
|
總循環(huán)數(shù)
|
應(yīng)用電流
|
所需的設(shè)計(jì)
|
TCM-A
|
90℃
|
50
|
無
|
所有設(shè)計(jì)的備案
|
TEM-B
|
60℃
|
200
|
無
|
可能需要塑料透鏡模組的設(shè)計(jì)
|
