Z punktu widzenia niezawodności w zastosowaniach zewnętrznych paneli słonecznych, wybór folii fotowoltaicznej

Rok 2024 będzie ważnym rokiem dla przetrwania najsilniejszych w branży fotowoltaicznej. Intensywna konkurencja doprowadziła do iteracji technologii akumulatorów i szybkości zastosowań przemysłowych znacznie przekraczającej dziesięć lat temu.
Jednak niezależnie od tego, jaka będzie wersja akumulatora i czy do pakowania podwójnych modułów szklanych, pojedynczych modułów szklanych czy modułów elastycznych wybrać POE (elastomer poliolefinowy), EVA (kopolimer etylenu i octanu etylenu) czy EPE, jest to zawsze nieunikniony i szeroko 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 pozostałych czterech czynników środowiskowych. Dlatego przy wyborze materiałów, pierwszym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest 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 działanie wysokiej temperatury 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 musi wynosić 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 wszystkie chemicznie stabilne wiązania węglowodorowe, a temperatura, w której reaguje z tlenem, jest znacznie wyższa niż EVA.
3. Woda
Z perspektywy struktury molekularnej, EVA zawiera grupy estrowe, które są podatne na hydrolizę. Grupy końcowe karboksylowe wytwarzane przez hydrolizę dodatkowo sprzyjają występowaniu reakcji hydrolizy, co prowadzi do szybkiego starzenia się materiału. Stabilność chemiczna całego łańcucha węglowodorowego POE jest bardzo wysoka i nie jest narażona na hydrolizę. Z drugiej strony, przepuszczalność pary wodnej folii EVA w temperaturze 38 stopni i 90% RH wynosi około 25 g/m ^ 2-24 godzin, podczas gdy przepuszczalność pary wodnej folii POE wynosi 3 g/m ^ 2-24 godzin. Oznacza to, że przepuszczalność pary wodnej folii POE jest znacznie niższa niż folii EVA, co sprawia, że ​​POE jest nie tylko mniej podatne na hydrolizę, ale ma również znacznie większą zdolność blokowania wody niż EVA, zapewniając tym samym silną ochronę innym komponentom wewnątrz komponentu.
4. Promienie UV
Podobnie, POE ma pełną strukturę łańcucha węglowodorowego, a jego energia wiązania chemicznego jest wysoka. Energia wiązania CH wynosi 414 kJ/mol, a energia wiązania CC wynosi 332 kJ/mol. Nie ulega łatwo rozbiciu po wystawieniu na działanie światła ultrafioletowego na ziemi, podczas gdy energia wiązania CO grupy estrowej w EVA wynosi mniej niż 330 kJ/mol, co czyni go bardziej podatnym na promieniowanie UV i pękanie.
Podsumowując, w przypadku materiałów opakowaniowych POE jest lepsze od EVA pod względem czterech kluczowych elementów niezawodności zastosowań zewnętrznych: ciepła, tlenu, wody i wydajności UV. W dzisiejszych czasach coraz większej „wysokiej wydajności” i „surowych wymagań” dotyczących baterii, POE jest nadal najlepszym wyborem, aby zapewnić długoterminową stabilną i ciągłą „wyjście” baterii.