[发明专利]一种聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置和方法

说明书

本发明是一种聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置和方法，包括有电极‑试样装置、二极管发光装置、电声脉冲空间电荷测试装置，电极‑试样装置包括依次叠放的上电极、半导电层、金属板、光纤传导层、PET薄膜、铟锡氧化物半导体透明导电膜层、测试试样和下电极，为测试装置的上半部分；下电极为测试装置的下半部分，测试试样压在上下两部分之间，光纤传导层将来自二极管发光装置的发光用多束光纤导入PET透明膜，发光透过PET透明膜和铟锡氧化物半导体透明导电膜层照射到测试试样上，电声脉冲空间电荷测试装置通过导线与电极‑试样装置的上电极及下电极相连。本发明满足聚酰亚胺薄膜材料可见光老化评估的需求。

技术领域

本发明是一种聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置和方法，特别是一种涉及高压直流输电设备用聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置和方法，属于聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置和方法的创新技术。

背景技术

聚酰亚胺薄膜材料具有优异的电气、机械、耐辐射、耐高低温等性能，不仅被广泛应用于电子器械工业、航空航天等领域，同时在风力电机、电缆绕包、太阳能电池及直流特高压输变电装备绝缘领域都有非常好的应用和开发前景。但是在实际应用过程中，例如用于太阳能电池底板的聚酰亚胺薄膜，在承受一定强度的电压电场和高/低温的基础上，长期暴露在高强度可见光照射环境中。长期高强度可见光照射将不可避免得引起聚酰亚胺材料发生老化、降解，导致其绝缘性能和环境耐受性能下降，严重影响太阳能电池板的使用寿命。为了保证太阳能电池设备的效率和安全稳定运行，需要对聚酰亚胺薄膜材料的绝缘状态和老化程度进行评估。因此，对聚酰亚胺薄膜材料可见光老化特性评价方法的研究具有重要意义。

目前，针对聚酰亚胺等薄膜材料的老化评估方法主要有电声脉冲法和压力波法。但以上方法仅可以实现对薄膜材料在一定强度电场和温度场条件下空间电荷老化特性的实时监测，亟需针对聚酰亚胺薄膜材料光老化特性评估的需求进行改进。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置。本发明能够有效监测聚酰亚胺薄膜材料在不同电场和不同波段可见光环境下的空间电荷老化特性，满足了聚酰亚胺薄膜材料可见光老化评估的需求。

本发明的另一目的在于提供一种方便实用的聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试方法。

本发明的技术方案是：本发明的聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置，聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试装置，其特征在于包括有电极-试样装置、二极管发光装置、电声脉冲空间电荷测试装置，其中电极-试样装置包括有依次叠放的上电极、半导电层、金属板、光纤传导层、PET薄膜、铟锡氧化物半导体透明导电膜层、测试试样和下电极，其中上电极、半导电层、金属板、光纤传导层、PET薄膜、铟锡氧化物半导体透明导电膜以顺序层压堆叠的方式连接，为整个测试装置的上半部分；下电极为整个测试装置的下半部分，测试试样在测试时两面涂覆硅油，直接压在上下两部分之间，形成三明治结构；二极管发光装置包括有若干个发光二极管，光纤传导层将来自若干发光二极管的发光用多束光纤导入PET透明膜，发光二极管的发光透过PET透明膜和铟锡氧化物半导体透明导电膜层照射到测试试样上，电声脉冲空间电荷测试装置通过导线与电极-试样装置的上电极及下电极相连，电声脉冲空间电荷测试装置将直流电压施加到测试试样上。

本发明的聚酰亚胺薄膜可见光老化特性测试方法，包括有如下步骤：

1）测量测试试样的厚度并记录；

2）将测试试样放置到电极-试样装置中；

3）开启信号处理装置；开启脉冲电压源，输出脉冲方波，输出脉冲幅值0~+1000V，频率0~2MHz；高压电源电压幅值0~+100kV，根据测试试样的厚度和所需电场调节，电场测试范围0~+100kV/mm；测试时间10分钟-1440分钟；

4）开启LED发光装置，设置可见光强度，可见光波段选择波长λ＝635nm的红色可见光照射，对测试试样进行空间电荷电老化、光老化联合实时测试。