2024 год стане паваротным момантам для фотаэлектрычнай (ФЭ) галіны, бо жорсткая канкурэнцыя стымулюе хуткі прагрэс у тэхналогіі ячэек і прамысловым ужыванні, значна пераўзыходзячы тэмпы дзесяцігадовай даўніны. Нягледзячы на гэтыя інавацыі, выбар плёнкі для капсуляцыі — POE (поліалефінавы эластамер), EVA (сапалімер этылену і вінілацэтату) або EPE — застаецца крытычнай і шырока абмяркоўваемай тэмай як для шкляных, шкляных лістоў, так і для гнуткіх модуляў.
Вонкавыя фотаэлектрычныя модулі падвяргаюцца дэградацыі пад уздзеяннем чатырох асноўных фактараў навакольнага асяроддзя: цяпла, кіслароду, вады і ультрафіялетавага (УФ) выпраменьвання. Хоць біялагічная актыўнасць у гэтых умовах прымянення нязначная, іншыя фактары адыгрываюць вырашальную ролю ў выбары матэрыялу. У гэтым артыкуле параўноўваюцца характарыстыкі EVA і POE ў гэтых умовах, прапаноўваючы новыя ідэі і метадалогіі выбару матэрыялаў.
1. Спёка
Як ЭВА, так і ПОЭ, пры зшыванні могуць вытрымліваць кароткачасовае ўздзеянне тэмператур каля 150°C. Аднак ЭВА раскладаецца пры тэмпературах вышэй за 200°C, вылучаючы значную колькасць воцатнай кіслаты, тады як ПОЭ застаецца стабільным, пакуль тэмпература не перавысіць 300°C.
2. Кісларод
Пры пакаёвай тэмпературы абодва матэрыялы дэманструюць добрую ўстойлівасць да акіслення. Аднак ЭВА змяшчае слядовыя колькасці свабодных манамераў воцатнай кіслаты, якія схільныя да акіслення пры павышаных тэмпературах. Наадварот, поліэтыленавы этылен (POE), які цалкам складаецца з хімічна стабільных вуглярод-вадародных сувязей, патрабуе значна больш высокіх тэмператур для рэакцыі з кіслародам.
3. Вада
Эфірныя групы EVA схільныя да гідролізу, што прыводзіць да ўтварэння карбаксільных груп, якія паскараюць далейшы гідроліз і дэградацыю матэрыялу. POE з яго поўным вуглярод-вадародным ланцугом хімічна стабільны і не паддаецца гідролізу. Акрамя таго, POE валодае высокай устойлівасцю да вадзяной пары, з каэфіцыентам прапускання вадзяной пары (WVTR) прыблізна 3 г/м2·24г пры тэмпературы 38°C і адноснай вільготнасці 90% у параўнанні з WVTR EVA 25 г/м2·24г. Гэтая меншая пранікальнасць паляпшае здольнасць POE абараняць унутраныя кампаненты модуля ад пашкоджання вільгаццю.
4. Ультрафіялетавае выпраменьванне
Структура ланцуга POE, якая складаецца выключна з вугляроду і вадароду, мае моцныя хімічныя сувязі — сувязі CH з энергіяй 414 кДж/моль і сувязі CC з энергіяй 332 кДж/моль, — што робіць іх устойлівымі да расшчаплення пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання. І наадварот, эфірныя групы EVA ўтрымліваюць сувязі CO з энергіяй сувязі ніжэй за 330 кДж/моль, якія больш схільныя да расшчаплення пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання.
Выснова
Сярод чатырох ключавых фактараў, якія ўплываюць на надзейнасць прымянення на адкрытым паветры — цяпла, кіслароду, вады і ультрафіялетавага выпраменьвання — POE паслядоўна пераўзыходзіць EVA. Паколькі фотаэлектрычныя элементы становяцца ўсё больш эфектыўнымі і патрабуюць большай надзейнасці, POE застаецца аптымальным выбарам для забеспячэння доўгатэрміновай і стабільнай выхадной магутнасці ў адкрытым асяроддзі.
