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IEEE1513温度循环试验&湿冷冻试验&湿热试验说明:
聚光太阳能电池的环境可靠度试验要求当中,针对于聚光太阳能电池的电池单元(Cell)、接收端(Receiver)、模块(Module)在温度循环试验、湿冷冻试验、湿热试验皆有其试验方式以及试验条件,对于试验后的质量确认也有会所差异,所以宏展将IEEE1513有关于温度循环试验、湿冷冻试验、湿热试验这三个试验在规范里面,其差异性及试验方法整理给大家参考。
IEEE1513-5.7 Thermal cycle test 温度循环试验目的:判断接收端是否能够适当承受零件与接合材料因热膨胀差所造成的故障原因,特别关心焊锡接合和封装质量。背景:聚光型太阳能电池的温度循环试验,可显露铜散热片的焊接疲劳,并需透过完整传送超音波来探测电池的裂纹扩展(SAND92-0958 [B5])
裂纹扩展是温度循环数的一个作用,初步完整的焊点、焊点型态,在电池和散热器之间因热膨胀系数不同和温度循环参数,在热循环试验后检查接收器结构的封装与绝缘材料质量。有两个程序的测试计划,测试方式如图1所示:程序A与程序B 测试方式程序A:测试接收器电阻在热应力所引起的热膨胀差程序B:在进行湿冷冻试验前先进行温度循环预处理前强调接收材料的初期缺陷是在实际湿冷冻所造成的,为了适应不同的聚光型太阳能设计,可复选程序A及程序B的温度循环试验,列于表二及表三。1.这些接收器采用了太阳能电池与铜散热器直接连接在一起的设计,需要使用的条件为行表2.这将确保潜在的失效机制,这可能将导致研发过程所发生的缺陷被发现,这些设计采用不同的方法,可以使用如表所示替代条件去黏结电池的散热器。表三显示接收部分在备选方案事先进行程序B温度循环。 由于程序B主要测试接收端其它材料,而替代方案则是提供给所有设计
要求:a.模块将检查测试后是否有任何明显的损害或退化的现象,有则纪录起来。b.该模块应该表现出无裂缝、翘曲、或严重腐蚀。不应有任何密封材料分层。c.该模块应通过如IEEE1513-5.4所描述的高压绝缘测试
假如有选择电气性功能测试,在许多原始基本参数相同的条件下,输出功率因达90%或更多 模块阶段的湿冷冻循环IEEE1513-5.10 Damp heat test 湿热试验目的:判断接收端抵挡长期湿气渗透的影响与能力。程序:测试接收器依据ASTM E1171-99所描述的在相对湿度85%±5%,温度85℃±2℃条件的环境试验箱中,这项测试应在1000小时完成,但可以继续增加额外60小时执行高压绝缘漏电试验。接收端部分可用于测试。要求:这接收端需离开湿热试验箱2~4小时通过高压绝缘漏电试验(见5.4)及通过目视检查(见5.1)。假如有选择电气性功能测试,在许多原始基本参数相同的条件下,输出功率应达90%或更多。IEEE1513模块测试及目视检查步骤(Module test and inspection procedures)
IEEE1513-5.1目视检查(Visual inspection procedure)目的:建立当前的目视状态,以便接收端可以比较他们是否通过每个测试,并保证满足他们进行进一步检测的要求。
IEEE1513-5.2电气特能测试(Electrical performance test)目的:描述测试模块和接收端的电气特能并且判定其峰值输出功率。
IEEE1513-5.3接地連续性测试(Ground continuity test)目的:为了验证所有外露导电部件和接地模块之间的电气连续性。
IEEE1513-5.4电气绝缘测试(Electrical isolation test [dry hi-po])目的:为了确保电路模块和任何外部接触导电部分之间的电气绝缘是足够的,以防止腐蚀和保障工作人员的安全。
IEEE1513-5.5湿隔離电阻测试(Wet insulation resistance test)目的:要验证湿气无法渗透接收端的电子活性部分,在那里可能造成腐蚀、接地故障,或找出人员安全的危险隐患。
IEEE1513-5.7热循环测试(Thermal cycle test)目的:判断接收端是否能够适当承受零件与接合材料,因热膨胀差所造成的故障原因。
IEEE1513-5.8湿度冷冻循环测试(Humidity freeze cycle test)目的:要确定接收部分是否足够抵抗腐蚀伤害和水气膨胀扩大材料分子的能力。此外,结冰水气为测定故障原因的应力。
IEEE1513-5.9連接端稳定测试(Robustness of terminations test)目的:为了确保线材和连接器,施加外力在每一个部分,以确认够坚固维持正常处理步骤。
IEEE1513-5.10湿热测试(Damp heat test)目的:判断接收端抵挡长期湿气渗透的影响与能力。
IEEE1513-5.11冰雹冲击测试(Hail impact test)目的:判断任一个组件,特别是聚光镜,在冰雹下能够存活。
IEEE1513-5.12旁路二极管热测试(Bypass diode thermal test)目的:评估是否有足够的散热设计和使用相对长期可靠度的旁路二极管,去限制模块热班扩散不良的影响。
IEEE1513-5.13热点耐受测试(Hot-spot endurance test)目的:评估模块长期忍受周期性热班升温影响能力,常见相关联故障情形,如:严重破裂或不匹配的电池芯片、单点开路故障、或非均匀阴影(阴影部分)。
IEEE1513-5.14户外曝晒测试(Outdoor exposure test)目的:为了初步评估模块能力,禁得起暴露在户外的环境(包括紫外线照射),透过实验室测试显露产品可能没有被发现的效用降低。
IEEE1513-5.15光束偏移损害测试(Off-axis beam damage test)目的:为了确保任何一部分模块因模块偏移聚光太阳辐射光束而被破坏。