[发明专利]一种基于Raman光谱检测EVA交联度的方法

摘要

本发明公开了一种基于Raman光谱检测EVA交联度的方法，使用检测装置，将拉曼探头垂直置于光伏组件的玻璃面下方，保证透过玻璃实现对光伏组件内部EVA交联度的检测，利用不同交联度下EVA拉曼峰强度不同的特性，通过检测拉曼峰强度比值R，快速分析出EVA的交联度，检测准确度较高，检测时间大大缩短，可适用于光伏组件生产线质量监控，本发明在检测过程中不需要接触有害有毒气体，保证了工作人员的安全，同时遮光器对激光的遮挡避免了激光可能会造成的安全隐患，不需要对样品进行特殊处理即可实现无接触无损伤检测EVA交联度，避免了大量资源的浪费，降低检测成本。

主权项

一种基于Raman光谱检测EVA交联度的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）光伏组件为玻璃‑EVA‑电池片‑EVA‑背板结构，将光伏组件的玻璃面朝下平放至水平面上，同时光伏组件温度控制在25℃，使用检测装置，将拉曼探头垂直置于玻璃面下方，具体间隔应由拉曼探头焦距决定以保证透过玻璃实现对光伏组件内部EVA交联度的检测，遮光器置于玻璃与拉曼探头之间，在检测过程中遮光器打开，检测结束后关闭以避免操作人员误接触到激光；（2）接通电源开启激光光源以及Raman光纤光谱仪，按照Raman光纤光谱仪校准程序对其进行校准，待激光光源稳定后，打开遮光器，激光经拉曼探头入射至光伏组件内的EVA胶膜，产生的拉曼光谱经拉曼探头收集并经石英光纤传输至Raman光纤光谱仪，Raman光纤光谱仪将所述信号光转换为光谱图形，并传输至计算机，完成检测后遮光器关闭；（3）EVA胶膜未层压前主要由线性分子构成，当受热时胶膜内的交联剂分解，形成活性自由基R‑O、R′‑O，其与聚合物分子链中CH3键发生夺氢反应生成链自由基，最后聚合物分子链自由基相互结合交联生成网状结构，交联反应前后EVA胶膜分子结构发生变化，体现为CH3键减少，CH2键增加，由于拉曼峰强度与物质浓度以及分子键结构有关，所以不同交联度的EVA胶膜所检测到的CH3键、CH2键拉曼峰强度是不同的，通过检测EVA胶膜CH2键CH3键对应的拉曼峰强度即可定量分析EVA胶膜的交联度，根据传送至计算机中的波形图，利用激光在EVA材料中产生的拉曼效应，将CH3键拉曼峰强度除以CH2键拉曼峰强度，得到拉曼峰强度比值R，由于CH2键具有2个拉曼峰，因此R值计算方式如下：记录下拉曼峰强度比值R；（4）重复上述步骤（1）至（3）对至少九块不同EVA交联度的光伏组件进行拉曼光谱检测，并记录下每块光伏组件对应的拉曼峰比值R，同时采用二甲苯萃取法对上述经拉曼光谱检测过的光伏组件依次进行检测，并记录每块光伏组件对应的EVA交联度，以所测的每个光伏组件的拉曼峰强度比值R为横坐标，以对应的二甲苯萃取法检测得到的EVA交联度为纵坐标，通过计算机绘制拉曼峰比值R与EVA交联度的关系曲线图；（5）重复上述步骤（1）至（3），对需要检测的光伏组件利用拉曼光谱进行拉曼峰强度比值R的检测，根据步骤（4）中得到的R值与EVA交联度的关系图，将检测得到的R值代入关系曲线图中，即可得到对应的EVA交联度；（6）若无法将光伏组件的温度稳定为25℃，则检测结果必须经过温度修正才能代入拉曼峰强度比值R与EVA交联度的关系曲线图，由于R值随样品温度升高而线性降低，因此不同温度下检测得到的R值与光伏组件交联度的关系可由线性拟合得到；（7）将光伏组件温度控制在不同温度下，检测不同温度下光伏组件的拉曼峰强度比值R，以光伏组件温度为横坐标，拉曼峰比值R为纵坐标，做线性拟合，根据得到的线性方程对异于25℃下检测得到的拉曼峰强度比值R进行修正。