IEC61215標準中紫外老化試驗解讀

　　目前，IEC61215共發行了兩個版本，一版是IEC61215:1993，二版是IEC61215:2005。而國標GB/T9535:1998《地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型》就是等效采用一版IEC61215:1993。結合第2部分幾個方面的描述，我們從光譜、輻照度、溫度和濕度等方面來分析IEC61215:2005標準對紫外老化試驗測試條件的要求。紫外老化試驗機是該試驗的實驗設備，標準集團（香港）有限公司可提供。

日曬機3_副本.jpg

　　光譜的定義：

　　標準中10.10.2節d)部分的描述為“紫外輻射光源，在組件試驗平面上其輻照度均勻性為±15%，無可探測的小于280nm波長的輻射，能產生根據10.10.3規定的感興趣光譜范圍內需要的輻照度"。下面的圖1和圖2分別是UVA-340燈管和UVB-313燈管的光譜圖，從圖中可以看出，UVA-340燈管發出的光譜*符合標準中10.10.2節d)部分，而UVB-313燈管發出的光譜只有少量譜線的波長小于280nm，幾乎符合標準中10.10.2節d)部分。

圖1UVA-340.png

圖2UVB-313.png

　　輻照度設定：

　　標準中10.10.3節a)部分的描述為“使用校準的輻射儀測量組件試驗平面上的輻照度，確保波長在280nm到385nm的輻照度不超過250W/m2(約等于5倍自然光水平)，且在整個測量平面上的輻照度均勻性到達±15%"，同時10.10.3節c)部分的描述為“使組件經受波長在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh/m2，其中波長為280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2，在試驗過程中維持組件的溫度在前面規定的范圍"。

　　以下我們分別對UVA-340燈管和UVB-313燈管的輻照度進行設定，并計算在設定輻照度下，運行多長時間可以達到標準中10.10.3節c)部分對輻照能的要求。

　　1.單獨使用UVA燈管

　　當在340nm設定輻照度0.68W/m2時，相當于在280-385nm波段的輻照度為35.2W/m2（小于250W/m2，符合標準10.10.3節a)部分的要求），而在280-320nm波段的輻照度為3.1W/m2。我們假設UVA燈管運行X小時，組件經受波長在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh/m2，而燈管運行Y小時，波長為280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2。具體計算如下：

　　35.2W/m2x“X"hours=15000Wh/m2X=426小時

　　3.1W/m2x“Y"hours=5000Wh/m2Y=1613小時

　　由以上計算可知，當在340nm設定輻照度0.68W/m2時，因為波長從280nm到320nm上的輻照度較小，所以需要1613小時，紫外輻射才能達到5kWh/m2。也就是說，使用UVA燈管時，運行1613小時才達到標準中10.10.3節c)部分對輻照能的要求，比較費時。

　　2.單獨使用UVB燈管

　　當在310nm設定輻照度0.68W/m2時，相當于在280-385nm波段的輻照度為31.3W/m2（小于250W/m2，符合標準10.10.3節a)部分的要求），而在280-320nm波段的輻照度為18.8W/m2。我們假設UVB燈管運行X小時，組件經受波長在280nm到385nm范圍的紫外輻射為15kWh/m2，而燈管運行Y小時，波長為280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2。具體計算如下：

　　31.3W/m2x“X"hours=15000Wh/m2X=479小時

　　18.8W/m2x“Y"hours=5000Wh/m2Y=266小時

　　由以上計算可知，當在310nm設定輻照度0.68W/m2時，只需266小時組件經受波長在280nm到320nm的紫外輻射為5kWh/m2。而在280nm到385nm波段，需要479小時，組件經受的紫外輻射為15kWh/m2。也就是說，使用UVB燈管時，運行479小時可以達到標準中10.10.3節c)部分對輻照能的要求，比UVA燈管快很多。

　　3.共同使用UVA和UVB燈管

　　盡管使用UVB燈管可以縮短試驗時間，但是如同本文3.1節中所述，UVB燈管發出的光譜還有極少一部分的波長小于280nm，也就說不*符合IEC61215:2005標準對紫外光譜的要求。但是如果單獨使用UVA燈管，則測試時間過長。所以可以將兩種燈管結合起來使用。如先使用UVB燈管，假設運行時間為X小時，再使用UVA燈管，假設運行時間為Y小時，具體計算如下：

　　18.8W/m2x“X"hours+3.1W/m2x“Y"hours=5000Wh/m2

　　31.3W/m2x“X"hours+35.2W/m2x“Y"hours=15000Wh/m2

　　以上兩式，計算所得：X=229小時，Y=222小時，即先運行UVB燈管229小時，再運行UVA燈管222小時，即可達到標準中10.10.3節c)部分對輻照能的要求。兩種燈管一共運行451小時，比單獨使用UVB燈管還快。一般情況下，我們推薦使用這種方法。

　　溫度控制：

　　標準中10.10.2節a)部分的描述為“在經受紫外輻照時能控制組件溫度的設備，組件的溫度范圍必須在60℃±5℃"。而這一溫度要求*在QUV的溫度范圍之內，試驗時只要設定黑板溫度為60℃±5℃即可。

　　濕度控制：

　　標準中沒有對濕度加以要求，所以試驗時無需設置冷凝或水噴淋循環。

　　IEC 61215:2005標準在太陽能行業應用很廣泛。在使用QUV紫外光加速老化試驗機執行該標準時，可先運行UVB燈管229小時，輻照度設定 0.68W/m2，再運行UVA燈管222小時，輻照度也是設定0.68W/m2。整個試驗過程中黑板溫度設定60℃±5℃。雖然在標準中，目前沒有對濕度加以要求，但是現在很多紫外標準都包含紫外光照和冷凝或水噴淋循環。

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