NREL 开发出电子钙材料测试封装材料水汽阻隔率

  水分 - 通常以潮汽、水珠或降雨的形式存在 - 早就为业界所知是全世界内太阳能光伏（PV ）电池板、手机、发光二极管（LED ）显示器、电视的致命杀手。人们一般在设备和水汽之间设计来隔离保护的通常是一种透明的薄膜屏障，其要求是必须能年复一年的完好工作，甚至是数十年。

为了知道电气元件是否能长期耐水汽，人们为此绞尽脑汁。NREL的最新研究成果终于开发出一个新的测试方法，可以检测出极低的水分含量 - 从而给薄膜阻隔层的耐久性以更大的保证。

由美国能源部可再生能源实验室（NREL ） 所开发的NREL电气钙试验，或称E-钙，采用了独特的设计元素，用钙来测量水造成的腐蚀。

光伏组件行业耐久性标准要求的水汽测试通常是持续1000小时的湿热条件。组件制造商希望能证明他们所使用各种阻隔材料都能够通过阻水考验，这样他们就能够专注于优化组件的其余部分。他们也希望确保他们购买的所有材料都能通过严格的质量控制。

国家再生能源实验室NREL的 E -钙试验方法比目前其它任何用于检测痕量水汽的商业化测试要灵敏100到1000倍。测试可以检测到0.1PPM，或者每天每平方米千万分之一克的水。它比目前市场上最好的商业方法检测能力高15倍以上。该方法采用低成本的有痕量金属钙的测试卡作为水分探测器。任何水蒸汽穿过阻挡膜后都会与导电钙起反应，形式高电阻的氢氧化钙。电阻率的变化，可以反映出水蒸气渗透过阻隔膜的速率 - 即水汽透过率，或称WVTR。

国家再生能源实验室的电子钙法的出现，正是人们迫切想了解当前光伏组件耐久性的关键时期，也是当前有机发光二极管（OLED ）市场爆发性增长的停滞时期，尽管市场预期将从2012年的49亿美元增长到2018年260亿美金。

该测试卡在无水环境中大批量生产。测试时，将阻水薄膜材料密封在一个金属环形腔内隔板的一侧，而测试卡密封在另一侧。整个装置形成了一个很小的扩散单元，可以在几乎任何环境中进行测试。隔板也可作为一种可以反复使用的便利材料来控制边缘密封材料的粘接和流动，以便更好地将阻隔膜材料密封在测试卡上，从而确保该阻隔材料是唯一待测试对象。

随后，再将该装置附属在定制的内置NREL电子测量装置的环境室中，环境室可提设定的湿热环境。通常测试条件是45 ℃ 和85 ％湿热环境，这比泰国曼谷地区的糟糕天气更热更湿。超越任何自然界可能的测试条件都将被认为是加速测试，时间会更短。另一种常用的气候条件是85 ％湿度和85 ℃，这是光伏制造领域必需的可靠性测试条件。85 ℃下的测试可以确保材料将能够通过相关验证合格测试，而45 ℃下的测试条件可以测得世界上最恶劣气候条件下的渗透率。