EN IEC 62788-1-4 Procedury pomiarowe materiałów stosowanych w modułach fotowoltaicznych - Część 1-4: Kapsuły - Pomiar transmitancji optycznej i obliczanie ważonej transmitancji fotonów słonecznych, wskaźnika żółtości i odcięcia długości fali UV

Podstawą europejskiej normy, opublikowanej później przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC), „EN IEC 62788-1-4 Procedury pomiarowe materiałów stosowanych w modułach fotowoltaicznych – Część 1-4: Enkapsulacje – Pomiar przepuszczalności optycznej i obliczanie ważonej przepuszczalności fotonów słonecznych, wskaźnika zażółcenia oraz długości fali odcięcia UV” jest metoda pomiaru przepuszczalności optycznej materiałów enkapsulacyjnych stosowanych w modułach fotowoltaicznych (PV).

Standaryzowane pomiary w ramach tej procedury określają oczekiwaną przepuszczalność obudowy do ogniwa fotowoltaicznego. Dalsze obliczenia współczynnika przepuszczalności światła słonecznego pozwalają na porównanie różnych materiałów. Wyniki uzyskane dla materiału niepoddanego działaniu warunków atmosferycznych można wykorzystać w kartach katalogowych producenta kapsułek, w pracach rozwojowych nad materiałami lub procesami przez producenta, w kontroli jakości produkcji (akceptacji materiałów) lub zastosować w analizie wydajności modułu.

Tę metodę pomiaru można również stosować do monitorowania trwałości materiałów kapsułkowych poddanych działaniu czynników atmosferycznych. Standaryzowane pomiary mają na celu zbadanie wewnętrznego obszaru modułu fotowoltaicznego bez wpływu dyfuzji tlenu wokół ogniw. Dalsze obliczenie wskaźnika żółtaczki pozwala na ilościową ocenę trwałości choroby i uwzględnienie jej wyglądu. Producenci modułów lub kapsułek mogą wykorzystać zmianę współczynnika transmisji, wskaźnika zażółcenia i długości fali granicznej promieniowania ultrafioletowego (UV) do porównania trwałości różnych materiałów.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Współczynnik transmisji słonecznej promieniowania fotonowego wyraża ułamek widmowego promieniowania fotonowego słońca, który jest optycznie przepuszczany przez próbkę w całym zakresie ziemskiego widma słonecznego (od 280 nm do 2 nm). Natężenie promieniowania fotonowego opisuje energię właściwą dla długości fali strumienia optycznego i nie należy go mylić z natężeniem promieniowania widmowego.
• Reprezentatywna ważona transmisja promieniowania fotonowego słonecznego wyraża stosunek widmowego promieniowania fotonowego słonecznego przepuszczanego optycznie z próbki w całym zakresie ziemskiego widma słonecznego (300 nm do 1250 nm). W przypadku urządzenia fotowoltaicznego reprezentatywna ważona transmisja promieniowania fotonowego słonecznego jest definiowana w całym zakresie widma wykorzystywanego przez reprezentatywne urządzenie fotowoltaiczne (które może nie obejmować długości fal tak niskich jak 280 nm i tak wysokich jak 2 nm).
• Długość fali granicznej UV odnosi się do długości fali światła, przy której otoczka jest uznawana za optycznie absorbującą, a otoczka za przepuszczającą. W tej procedurze za próg długości fali odcięcia UV uważa się 10 procent bezwzględnej transmitancji. Graniczną długość fali promieniowania UV można również wykorzystać do pomiaru skutków zużycia.
• Trawienie oznacza proces poddawania próbek działaniu warunków środowiskowych, które mogą obejmować promieniowanie ultrafioletowe, temperaturę, wilgotność i ozon. Ścieranie może występować w środowiskach sztucznych i naturalnych. Zużycie może następować w tempie nominalnym (obszarowym) lub przyspieszonym.
• Wskaźnik zażółcenia to obliczona wartość opisująca zażółcenie próbki testowej, tak jak jest ono postrzegane przez obserwatora. Wartość tę można wykorzystać do pomiaru wpływu warunków atmosferycznych.

Zasadniczo całkowitą transmisję widmową laminowanych próbek zawierających materiał kapsułkowany mierzy się przy użyciu spektrofotometru wyposażonego w sferę całkującą. Następnie na podstawie pomiarów transmitancji oblicza się transmitancję ważoną światłem słonecznym, wskaźnik zażółcenia oraz długość fali granicznej UV. Transmitancję mierzoną przy użyciu tej procedury można wykorzystać w bardziej zaawansowanej analizie optycznej w celu zwiększenia dokładności analizy wydajności ogniw fotowoltaicznych lub w celu rozróżnienia różnych materiałów kapsułkujących, zgodnie z opisem w załączniku standardowym (załącznik A). Transmitancję mierzoną za pomocą tej procedury można wykorzystać do oszacowania wydajności modułu (wydajności prądowej), jeśli znana jest wydajność kwantowa ogniwa fotowoltaicznego, jak opisano w Załączniku B. Metoda ta nie próbuje uwzględniać zmian w transmitancji wraz z kątem padania, który może się zmieniać w zależności od pory dnia, warunków atmosferycznych i geometrii modułu, zwłaszcza jeśli stosowana jest koncentracja optyczna.

Aparatura badawcza używana w tych testach składa się ze spektrofotometru dwuwiązkowego wyposażonego w kulę całkującą. Jeżeli możliwe jest prawidłowe obliczenie współczynnika odbicia portu, można zastosować spektrofotometr jednowiązkowy. Szczegółowe informacje dotyczące struktury i konfiguracji urządzenia testowego podano w normach ISO 13468-2 lub ASTM E424-71. Do obliczenia ważonej transmisji słonecznej z wykorzystaniem widma sferycznego AM60904, zgodnie z normą IEC 3-1.5, wymagany jest zakres pomiarowy wynoszący co najmniej 280 nm do 2 nm. Preferowany jest przyrost długości fali nie większy niż 500 nm przy pomiarze, choć dopuszczalne są przyrosty do 1 nm z liniową interpolacją do 1 nm. Aby zmniejszyć błąd pomiaru, zaleca się stosowanie kuli całkującej o średnicy co najmniej 5 mm i powierzchni portu co najmniej 5 procent.

Nasza organizacja dysponuje silną kadrą, która śledzi rozwój nauki i techniki na świecie i nieustannie się doskonali. Wśród licznych prac testowych, pomiarowych, analitycznych i oceniających świadczonych na rzecz przedsiębiorstw z różnych sektorów znajdują się również usługi testowe zgodne z normą „EN IEC 62788-1-4 Procedury pomiarowe materiałów stosowanych w modułach fotowoltaicznych - Część 1-4: Kapsuły - Pomiar przepuszczalności optycznej i obliczanie ważonej przepuszczalności fotonów słonecznych, wskaźnika zażółcenia oraz długości fali odcięcia UV”.