Dyskusja na temat doboru folii samoprzylepnej do fotowoltaiki z punktu widzenia niezawodności w zastosowaniach zewnętrznych elementów

Rok 2024 będzie ważnym rokiem dla przetrwania najsilniejszych w branży fotowoltaicznej, gdyż zacięta konkurencja doprowadzi do iteracji technologii akumulatorów, a tempo zastosowań przemysłowych znacznie przekroczy tempo sprzed dziesięciu lat.

Jednak niezależnie od tego, w jaki sposób zbudowana jest bateria, czy wybrać POE (elastomer poliolefinowy), EVA (kopolimer etylenu i octanu winylu) czy EPE do pakowania podwójnych elementów szklanych, pojedynczych elementów szklanych czy elementów elastycznych, jest to zawsze nieunikniony i zaciekle dyskutowany temat.

Ciepło, tlen, woda, promieniowanie ultrafioletowe i aktywność biologiczna w środowisku to główne czynniki powodujące uszkodzenia materiałów. W zastosowaniach zewnętrznych modułów fotowoltaicznych, oprócz wykluczenia aktywności biologicznej, nie można ignorować czterech innych głównych czynników środowiskowych. Dlatego przy wyborze materiałów należy najpierw wziąć pod uwagę wpływ tych czterech czynników na materiały.

W artykule porównano wpływ EVA i POE na te cztery czynniki środowiskowe, prezentując nowe podejście i metodę doboru materiałów.

1. Ciepło

Zarówno materiały EVA, jak i POE mogą wytrzymać krótkotrwałe narażenie na wysoką temperaturę około 150 stopni po usieciowaniu, ale jeśli temperatura będzie nadal wzrastać, EVA ulegnie rozkładowi i uwolni dużą ilość kwasu octowego powyżej 200 stopni. Temperatura rozkładu termicznego POE wymaga co najmniej 300 stopni.

2. Tlen

EVA i POE nie utleniają się łatwo w temperaturze pokojowej, ale ze względu na obecność niewielkiej ilości wolnego monomeru kwasu octowego w EVA, ulegną utlenieniu w wysokich temperaturach. Jednak POE to chemicznie stabilne wiązania węgiel-wodór, a temperatura, w której reaguje z tlenem, jest znacznie wyższa niż EVA.

3. Woda

Z perspektywy struktury molekularnej, EVA zawiera grupy estrowe, które łatwo ulegają hydrolizie. Grupy końcowe karboksylowe wytwarzane przez hydrolizę dodatkowo wspomagają reakcję hydrolizy, co prowadzi do szybkiego starzenia się materiału. A POE ma wysoką stabilność chemiczną wszystkich łańcuchów węglowo-wodorowych, na którą nie ma wpływu hydroliza. Z drugiej strony, współczynnik przepuszczalności pary wodnej folii EVA w temperaturze 38 stopni i 90% wilgotności względnej wynosi około 25 g/m 2 · 24 h, podczas gdy współczynnik przepuszczalności pary wodnej folii POE wynosi 3 g/m 2 · 24 h. Oznacza to, że współczynnik przepuszczalności pary wodnej POE jest znacznie niższy niż folii EVA, co sprawia, że ​​POE nie tylko trudno hydrolizuje, ale także ma znacznie wyższą odporność na wodę niż EVA, zapewniając tym samym silną ochronę innym komponentom wewnątrz modułu.

4. Promieniowanie ultrafioletowe

Podobnie, POE jest w pełni węglową strukturą łańcucha wodorowego o wysokiej energii wiązania chemicznego, z energią wiązania CH wynoszącą 414 kJ/mol i energią wiązania CC wynoszącą 332 kJ/mol. Nie jest łatwo rozbijany przez promieniowanie UV po wystawieniu na działanie ziemi, podczas gdy energia wiązania CO grupy estrowej w EVA jest mniejsza niż 330 kJ/mol, co czyni go bardziej podatnym na promieniowanie UV i pękanie.

Podsumowując, w przypadku materiałów opakowaniowych POE jest lepszy od EVA pod względem czterech głównych elementów niezawodności zastosowań zewnętrznych: ciepła, tlenu, wody i ultrafioletu. W dzisiejszych coraz bardziej „wysokowydajnych” i „surowych” wymaganiach dotyczących baterii, POE jest nadal najlepszym wyborem, aby zapewnić długoterminową stabilną i ciągłą „wyjście” baterii.

Zapraszamy do wyboru najnowszych paneli słonecznych firmy Edobo