EN IEC 62788-1-4 Procédures de mesure pour les matériaux utilisés dans les modules photovoltaïques - Partie 1-4 : Capsules - Mesure de la transmittance optique et calcul de la transmittance photonique pondérée solaire, de l'indice de jaunissement et de la longueur d'onde de coupure UV

La base d'une norme européenne, publiée ultérieurement par la Commission électrotechnique internationale (CEI), « EN IEC 62788-1-4 Procédures de mesure pour les matériaux utilisés dans les modules photovoltaïques - Partie 1-4 : Encapsulations - Mesure de la transmittance optique et calcul de la transmittance photonique pondérée solaire, de l'indice de jaunissement et de la longueur d'onde de coupure UV » décrit une méthode de mesure de la transmittance optique des matériaux d'encapsulation utilisés dans les modules photovoltaïques (PV).

Les mesures standardisées de cette procédure quantifient la perméabilité attendue de l’encapsulation à la cellule PV. Le calcul ultérieur de la transmittance solaire pondérée permet une comparaison entre différents matériaux. Les résultats obtenus pour les matériaux non altérés peuvent être utilisés dans les fiches techniques d'un fabricant d'encapsulation, dans le développement de matériaux ou de processus d'un fabricant, dans le contrôle de la qualité de la production (acceptation des matériaux) ou appliqués dans l'analyse des performances des modules.

Cette méthode de mesure peut également être utilisée pour surveiller les performances des matériaux d’encapsulation après exposition aux intempéries afin d’aider à évaluer leur durabilité. Les mesures standardisées sont conçues pour examiner une région intérieure d'un module PV sans les effets de la diffusion d'oxygène autour des cellules, par exemple. Le calcul ultérieur de l'indice d'ictère permet de quantifier la durabilité et de prendre en compte l'apparence. Le changement de transmittance, d'indice de jaunissement et de longueur d'onde de coupure ultraviolette (UV) peut être utilisé par les fabricants d'encapsulation ou de modules pour comparer la durabilité de différents matériaux.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :

• La transmittance pondérée solaire du rayonnement photonique exprime la fraction du rayonnement photonique spectral solaire qui est transmise optiquement par l'échantillon sur toute la gamme du spectre solaire terrestre (280 nm à 2 500 nm). L'irradiance photonique décrit l'énergie spécifique à la longueur d'onde du flux optique et ne doit pas être confondue avec l'irradiance spectrale.
• La transmittance représentative du rayonnement photonique pondéré solaire exprime le rapport du rayonnement photonique spectral solaire transmis optiquement par l'échantillon sur toute la gamme du spectre solaire terrestre (300 nm à 1250 nm). Dans le cas d'un dispositif PV, la transmittance du rayonnement photonique pondéré solaire représentatif est définie sur la plage du spectre utilisé par un dispositif PV représentatif (qui peut ne pas inclure des longueurs d'onde aussi basses que 280 nm ou aussi élevées que 2 500 nm).
• La longueur d'onde de coupure UV fait référence à la longueur d'onde de la lumière à laquelle l'encapsulation est considérée comme absorbante optiquement et l'encapsulation est considérée comme transmissive. Dans cette procédure, une transmittance absolue de 10 % est considérée comme le seuil de la longueur d’onde de coupure UV. La longueur d’onde de coupure UV peut également être utilisée pour mesurer les effets de l’usure.
• La gravure fait référence au processus consistant à soumettre des échantillons à des conditions environnementales pouvant inclure le rayonnement ultraviolet, la température, l'humidité et l'ozone. L'abrasion peut se produire dans des environnements artificiels ou naturels. L'usure peut se produire à un rythme nominal (sur une zone) ou accéléré.
• L'indice de jaunissement fait référence à la valeur calculée qui décrit le jaunissement de l'échantillon de test tel que perçu par l'observateur humain. Cette valeur peut être utilisée pour mesurer les effets des conditions météorologiques.

En principe, la transmittance spectrale totale des échantillons laminés contenant un matériau d'encapsulation est mesurée à l'aide d'un spectrophotomètre équipé d'une sphère intégrante. La transmittance solaire pondérée, l'indice de jaunissement et la longueur d'onde de coupure UV sont ensuite calculés à partir des mesures de transmittance. La transmittance mesurée à l'aide de cette procédure peut être utilisée dans une analyse optique plus avancée pour augmenter la précision de l'analyse des performances PV ou pour distinguer différents matériaux d'encapsulation, comme décrit dans l'annexe standard (annexe A). La transmittance mesurée à l'aide de cette procédure peut être utilisée pour estimer les performances du module (efficacité actuelle) si l'efficacité quantique de la cellule PV est connue, comme décrit dans l'annexe B. La méthode ne tente pas de prendre en compte les changements de transmittance avec l'angle d'incidence, qui peuvent varier selon l'heure de la journée, les conditions du ciel et la géométrie du module, en particulier si la concentration optique est utilisée.

L'appareil d'essai utilisé dans ces tests est constitué d'un spectrophotomètre à double faisceau équipé d'une sphère intégrante. Si la réflectance du port peut être calculée de manière appropriée, un spectrophotomètre à faisceau unique peut être utilisé. Les détails concernant la structure et les configurations du dispositif de test sont inclus dans les normes ISO 13468-2 ou ASTM E424-71. Pour le calcul de la transmittance solaire pondérée à l'aide du spectre sphérique AM60904 comme dans la norme IEC 3-1.5, une plage de mesure d'au moins 280 nm à 2 500 nm est requise. Un incrément de longueur d'onde ne dépassant pas 1 nm est préféré pour la mesure, bien que des incréments allant jusqu'à 1 nm avec une interpolation linéaire jusqu'à 5 nm soient autorisés. Pour réduire l'erreur de mesure, une sphère d'intégration d'au moins 5 mm de diamètre avec une surface de port d'au moins 100 pour cent est recommandée.

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