2024 година бележи ключов момент за фотоволтаичната (PV) индустрия, тъй като ожесточената конкуренция води до бърз напредък в клетъчните технологии и индустриалните приложения, далеч надминавайки темпото отпреди десетилетие. Въпреки тези иновации, изборът на капсулиращо фолио – независимо дали е POE (полиолефинов еластомер), EVA (етилен-винилацетатен съполимер) или EPE – остава критична и широко обсъждана тема както за стъкло-стъкло, така и за стъкло-заден лист и гъвкави модули.
Външните фотоволтаични модули са подложени на деградация от четири основни фактора на околната среда: топлина, кислород, вода и ултравиолетово (UV) лъчение. Докато биологичната активност е незначителна в тези приложения, другите фактори играят решаваща роля при избора на материал. Тази статия сравнява производителността на EVA и POE при тези условия, предлагайки нови прозрения и методологии за избор на материал.
1. Топлина
Както EVA, така и POE, когато са омрежени, могат да издържат на краткосрочно излагане на температури около 150°C. EVA обаче се разлага при температури над 200°C, освобождавайки значителни количества оцетна киселина, докато POE остава стабилен, докато температурите не надхвърлят 300°C.
2. Кислород
При стайна температура и двата материала показват добра устойчивост на окисление. EVA обаче съдържа следи от свободни мономери на оцетна киселина, които са склонни към окисление при повишени температури. За разлика от това, POE, съставен изцяло от химически стабилни въглерод-водородни връзки, изисква значително по-високи температури, за да реагира с кислорода.
3. Вода
Естерните групи на EVA са податливи на хидролиза, което води до образуването на карбоксилни групи, които ускоряват по-нататъшната хидролиза и разграждането на материала. POE, с изцяло въглерод-водородна верига, е химически стабилен и не се влияе от хидролизата. Освен това, POE показва превъзходна устойчивост на водни пари, със скорост на пропускане на водни пари (WVTR) от приблизително 3 g/m2·24h при 38°C и 90% относителна влажност, в сравнение с WVTR на EVA от 25 g/m2·24h. Тази по-ниска пропускливост подобрява способността на POE да предпазва вътрешните компоненти на модула от повреди от влага.
4. Ултравиолетово лъчение
Структурата на веригата, състояща се изцяло от въглерод-водород, на POE се характеризира със силни химични връзки – CH₄ връзки при 414 kJ/mol и CC връзки при 332 kJ/mol – което ги прави устойчиви на UV-индуцирано разцепване. Обратно, естерните групи на EVA съдържат CO₂ връзки с енергия на връзките под 330 kJ/mol, които са по-склонни към UV разграждане.
Заключение
Сред четирите ключови фактора, влияещи върху надеждността на приложенията на открито – топлина, кислород, вода и UV – POE постоянно превъзхожда EVA. Тъй като фотоволтаичните клетки стават все по-ефективни и изискват по-строга надеждност, POE остава оптималният избор за осигуряване на дългосрочна и стабилна мощност на открито.
