太陽能模組HAST與PCT試驗說明

作者:江志宏

說明：

濕熱試驗(Damp heat)試驗IEC61215-10-13：

濕熱試驗的條件是85℃/85%R.H.、時間：1000小時，確定模組抵抗濕氣長期滲透之能力，透過濕熱試驗可找出的瑕疵：CELL脫層、EVA(脫層、變色、產生氣泡、霧化、褐變)、串連線變黑、TCO腐蝕、銲點腐蝕、Thin-film變黃變色、接線盒脫膠脫落..等，但是依據相關Solar廠的試驗結果，其1000小時是不夠的，實際狀況發現能夠讓模組發生問題的時間至少需要3000～5000小時以上。

HAST [Highly-Accelerated Temperature and Humidity Stress Test]試驗方法：

HAST是英文Highly-Accelerated Temperature and Humidity Stress Test的簡稱。是以溫度和濕度的環境參數為主體的高度加速耐濕評價試驗法。HAST與PCT [Pressure Cooker Test]兩個試驗是不一樣的，HAST稱為不飽和試驗，而PCT則是飽和濕度試驗，與一般耐濕性評價試驗方法最大差異在於它是處於100℃以上的溫濕度領域中，而且是在高密度的水蒸氣環境中的試驗。HAST的目的是利用試驗槽內的水蒸氣壓力遠遠高於試樣內部的水蒸氣分壓的特點，加速水分侵入試樣內部進行耐濕性評價的試驗。

JESD22-A118[Accelerated Moisture Resistance-Unbiased]試驗規範與條件(HAST無偏壓試驗)：

用來評價器件在潮濕環境中的可靠性，即施加嚴酷的溫度、濕度及提高水汽壓力通過外部保護材料（包封料或密封料）或沿著外部保護材料和金屬導體介面的滲透，其失效機制與[85℃/85%RH]高溫高濕穩態濕度壽命試驗(JESD22-A101-B)相同，該試驗過程未施加偏壓以確保失效機制不被偏壓所掩蓋，該試驗用來確定封裝體內的失效機制，樣品處於非凝結的濕度環境中，僅僅溫度提高一些，其失效機制與未加偏壓的[85℃/85%RH]高溫高濕穩態濕度壽命試驗相同，需要注意，由於吸收的水汽會降低大多數聚合物材料的玻璃化轉變溫度，當溫度高於玻璃化轉變溫度時，可能會出現非真實的失效模式。

85℃/85%/1000H(JESD22-A101)→110 ℃/85%/264H(JESD22-A110、A118)
規範：JEDEC22-A110(加偏壓)、JEDEC22-A118(無偏壓)
常用條件：110℃/85%R.H./264h 適用：PET、EVA、模組

PCT [Pressure Cooker Test]試驗方法：

一般稱為壓力鍋蒸煮試驗或是飽和蒸汽試驗，最主要是將待測品置於嚴苛之溫度、飽和濕度(100%R.H.)[飽和水蒸氣]及壓力環境下測試，測試代測品耐高濕能力，針對太陽能封裝材料或是模組，用來進行材料吸濕率試驗、高壓蒸煮..等試驗目的，如果待測品是Cell的話，則用來測試Cell之抗濕氣能力，待測品被放置嚴苛的溫濕度以及壓力環境下測試，如果封裝的不好，濕氣會沿者膠體或膠體與導線架之介面滲入封裝體之中，常見的故裝原因：爆米花效應、金屬導線腐蝕造成之斷路、封裝體引腳間因污染造成之短路..等相關問題，與HAST的加速老化是不一樣的。

PCT的JESD22-A102試驗規範與條件：

用來評價非氣密封裝器件在水汽凝結或飽和水汽環境下抵禦水汽的完整性，樣品在高壓下處於凝結的、高濕度環境中，以使水汽進入封裝體內，暴露出封裝中的弱點，如分層和金屬化層的腐蝕。該試驗用來評價新的封裝結構或封裝體中材料、設計的更新，應該注意，在該試驗中會出現一些與實際應用情況不符的內部或外部失效機制。由於吸收的水汽會降低大多數聚合物材料的玻璃化轉變溫度，當溫度高於玻璃化轉變溫度時，可能會出現非真實的失效模式。

試驗條件：121℃/100%R.H./80h(COVEME)、200h[toyalSolar]
適用：PET、EVA、模組

壓力鍋(PCT) 和高度加速壽命試驗設備(HAST)：

目前大多太陽能材料與模組能承受長期的DHB(溫濕度+偏壓)試驗而不會失效，爲了提高試驗效率、縮短試驗時間，採用了壓力鍋試驗方法。壓力鍋試驗方法主要分成兩種類型：即PCT與HAST，如果透過HAST試驗能夠找出太陽能封裝材料與模組的瑕疵，達到減少1%的退化，就會降低10%的LCOE[Levelized Cost of Electricity(實際能源產值，每度電的發電成本)]，而PCT試驗的目的提高環境應力(溫度&濕度)，暴露於超過一大氣壓的潤濕蒸汽壓中，用來評定模組的密封效果與背板吸濕狀況。