EN IEC 62788-1-6 Messverfahren für Materialien zur Verwendung in Photovoltaikmodulen – Teil 1-6: Kapseln – Prüfverfahren zur Bestimmung des Aushärtungsgrades in Ethylen-Vinylacetat

Die Norm „EN IEC 62788-1-6 Messverfahren für in Photovoltaikmodulen verwendete Materialien – Teil 1-6: Verkapselungen – Prüfverfahren zur Bestimmung des Aushärtungsgrades in Ethylen-Vinylacetat“, die auf einer europäischen Norm basiert und später von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) veröffentlicht wurde, beschreibt die Terminologie, die Prüfausrüstung, die Prüfumgebung, die Probenvorbereitung, die Prüfverfahren und den Prüfbericht zur Messung des Aushärtungsgrades der in Photovoltaikmodulen (PV) verwendeten Verkapselungsschicht aus Ethylen-Vinylacetat (EVA).

Diese Norm umfasst die Differenzial-Scanning-Kalorimetrie (sowohl Restenthalpie- als auch Schmelz-/Gefrierprotokolle) und Gelgehaltmethoden. Mit diesem Verfahren können Material- oder Modulhersteller nachweisen, dass das Vernetzungsadditiv vorhanden und aktiv ist. Das Verfahren kann auch zur Validierung des Modulherstellungsprozesses (Laminierung) zu Qualitäts- und Prozesskontrollzwecken verwendet werden. Das Verfahren kann auch verwendet werden, um die Gleichmäßigkeit der EVA-Formulierung innerhalb einer Rolle zu bewerten und die Variation der EVA-Formulierung von Rolle zu Rolle zu vergleichen. Dieses Verfahren ist auf ungehärtete oder frisch ausgehärtete EVA-Platten und auf ungehärtetes oder frisch ausgehärtetes EVA aus PV-Modulen anwendbar. Dieses Prüfverfahren ist auch auf andere vernetzte Ethylencopolymere als EVA anwendbar.

Die für die Kalorimetriemessungen in diesem Verfahren ermittelten Temperaturen sind für EVA optimiert. Wenn das Testverfahren auf andere Verkapselungsmaterialien angewendet wird, kann der Bereich der Testtemperaturen daher entsprechend der aktiven Temperatur des Härtungsmittels oder der Schmelz-/Gefriertemperatur des Basismaterials angepasst werden.

Für die Zwecke dieser Norm gelten zusätzlich zu den in der Norm IEC TS 61836 angegebenen Begriffen und Definitionen die folgenden Definitionen:

• Der Aushärtungsgrad ist der einheitenlose Parameter, der das Ausmaß der Vernetzung innerhalb von EVA charakterisiert. Anders als die Vernetzungsdichte, eine physikalische Größe, die durch die Theorie der Gummielastizität definiert wird, kann der Aushärtungsgrad eines Polymers mit jeder experimentellen Methode beurteilt werden, bei der teilweise ausgehärtete Proben voneinander oder von einem Referenzmaterial getrennt werden. Der Aushärtungsgrad kann mit dem Gelgehalt in Beziehung gesetzt werden, d. h. dem Massenanteil des unlöslichen Materials (vermutlich vernetzt) ​​in der Probe.
• Der Wärmefluss ist der thermische Fluss über eine bestimmte Fläche in Richtung des Temperaturgradienten.
• Differenzial-Scanning-KalorimetrieDie in der Norm ISO 11357-1 beschriebene thermoanalytische Technik bezieht sich auf die Messung der Differenz der Wärmestrommenge, die erforderlich ist, um die Temperatur einer Materialprobe und einer Referenz als Funktion der Temperatur oder Zeit zu ändern. Während der Charakterisierung mittels Differenzial-Scanning-Kalorimetrie werden sowohl die Probe als auch die Referenz auf nahezu derselben Temperatur gehalten. Mithilfe der Differenzial-Scanning-Kalorimetrie kann die während der Verarbeitung (Aushärtung) von EVA erzeugte oder absorbierte Wärmemenge gemessen werden. Die Auswirkungen der Vernetzung infolge von Änderungen der Molekülstruktur von EVA können auch mithilfe der Differenzial-Scanning-Kalorimetrie an Phasenübergängen (Glasübergang, Schmelzpunkt und Kristallisationstemperatur) untersucht werden. Die Bestimmung der Phasenübergangstemperaturen wird in den Normen ISO 11357-2 und ISO 11357-3 erläutert.
• Ein Differenzial-Scanning-Kalorimeter ist ein Instrument zur Messung der Wärmestromdifferenz zwischen einem Testtiegel (der die Probe enthält) und einem Referenztiegel (normalerweise leer).
• Der Gelgehalt ist der Massenprozentsatz des Polymers, der nach der Extraktion unter festgelegten Testbedingungen in einem festgelegten Lösungsmittel unlöslich ist. Das Gel besteht typischerweise aus unlöslichem, vernetztem Material.

Im Prinzip kann der Aushärtungsgrad von EVA mithilfe einer sekundären Methode wie der in dieser Norm beschriebenen Differenzial-Scanning-Kalorimetrie schnell ermittelt werden. Für die direkte Produktion und Qualitätskontrolle dürfen auch etablierte alternative Sekundärmethoden oder spezielle Geräte verwendet werden, die im Anhang dieser Norm definiert sind (Anhang A).

Wenn die Ergebnisse der Sekundärmethode zwischen verschiedenen Institutionen verglichen werden sollen, sollten sie mit einer langsameren, universelleren Primärmethode kalibriert werden, wie etwa dem in dieser Norm beschriebenen Gelgehaltstest, ähnlich den in ISO 6427, ISO 10147 und ASTM D2765 beschriebenen Verfahren.

Die Primärmethode kann auch für Forschung und Entwicklung eingesetzt werden, wenn die Ergebnisse der Sekundärmethode zwischen EVA-Formulierungen verglichen werden sollen. In dieser Norm wird ein Prüfverfahren für die Primärmethode beschrieben. Die Ergebnisse der primären oder sekundären Methoden können mit Modulqualifikationstests (Normenreihe IEC 61215) oder zusätzlichen Feldhaltbarkeitsdaten korreliert werden, um den erforderlichen Mindestaushärtungsgrad zu bestimmen.

Beispiele für Korrelationen zwischen sekundären und primären Methoden sind in Anhang A enthalten. Differenzkalorimetrie-Messungen für EVA können im Hinblick auf die Enthalpie der Vernetzungsreaktion oder die Eigenschaften des Schmelz-/Gefrierübergangs interpretiert werden, wie in dieser Norm beschrieben. Da der Schmelz-/Gefrierübergang nicht von der Restperoxidkonzentration abhängt, kann die Schmelz-/Gefriermethode der Differenzial-Scanning-Kalorimetrie auf Proben angewendet werden, die aus im Feld eingesetzten Modulen gewonnen wurden. Einschränkungen der primären und sekundären Methoden sind in Anhang A aufgeführt.

Unsere Organisation verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen im Bereich Wissenschaft und Technologie weltweit aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. Zu den zahlreichen Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsarbeiten, die wir für Unternehmen unterschiedlicher Branchen durchführen, gehören auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „EN IEC 62788-1-6 Messverfahren für Materialien zur Verwendung in Photovoltaikmodulen – Teil 1-6: Kapseln – Prüfverfahren zur Bestimmung des Aushärtungsgrades in Ethylen-Vinylacetat“.