Godina 2024. označava ključni trenutak za fotonaponsku (PV) industriju jer žestoka konkurencija pokreće brzi napredak u tehnologiji ćelija i industrijskim primjenama, daleko nadmašujući tempo od prije deset godina. Uprkos ovim inovacijama, izbor filma za enkapsulaciju - bilo da se radi o POE (poliolefinski elastomer), EVA (kopolimer etilen-vinil acetata) ili EPE - ostaje kritična i široko raspravljana tema i za module od stakla do stakla, za module sa staklenom pozadinom i za fleksibilne module.
Vanjski PV moduli suočavaju se s degradacijom zbog četiri primarna faktora okoline: topline, kisika, vode i ultraljubičastog (UV) zračenja. Dok je biološka aktivnost zanemarljiva u ovim primjenama, ostali faktori igraju odlučujuću ulogu u odabiru materijala. Ovaj članak uspoređuje performanse EVA i POE pod ovim uvjetima, nudeći nove uvide i metodologije za odabir materijala.
1. Toplina
I EVA i POE, kada su umreženi, mogu izdržati kratkotrajno izlaganje temperaturama oko 150°C. Međutim, EVA se razgrađuje na temperaturama iznad 200°C, oslobađajući značajne količine sirćetne kiseline, dok POE ostaje stabilan sve dok temperature ne pređu 300°C.
2. Kiseonik
Na sobnoj temperaturi, oba materijala pokazuju dobru otpornost na oksidaciju. Međutim, EVA sadrži tragove slobodnih monomera octene kiseline, koji su skloni oksidaciji na povišenim temperaturama. Nasuprot tome, POE, koji se u potpunosti sastoji od hemijski stabilnih ugljik-vodikovih veza, zahtijeva znatno više temperature da bi reagovao s kisikom.
3. Voda
Estarske grupe EVA pjene su podložne hidrolizi, što dovodi do stvaranja karboksilnih grupa koje ubrzavaju daljnju hidrolizu i degradaciju materijala. POE, sa svojim potpunim ugljik-vodikovim lancem, hemijski je stabilan i ne utiče na hidrolizu. Osim toga, POE pokazuje superiornu otpornost na vodenu paru, sa stopom prenosa vodene pare (WVTR) od približno 3 g/m2·24h na 38°C i 90% relativne vlažnosti, u poređenju sa WVTR-om EVA pjene od 25 g/m2·24h. Ova niža propusnost poboljšava sposobnost POE pjene da zaštiti unutrašnje komponente modula od oštećenja vlagom.
4. Ultraljubičasto zračenje
Struktura lanca ugljik-vodik kod POE-a karakteriziraju jake hemijske veze - CH veze na 414 kJ/mol i CC veze na 332 kJ/mol - što ih čini otpornim na UV-indukovano cijepanje. Suprotno tome, esterske grupe EVA-e sadrže CO veze s energijama veza ispod 330 kJ/mol, koje su sklonije UV degradaciji.
Zaključak
Među četiri ključna faktora koja utiču na pouzdanost vanjske primjene - toplota, kisik, voda i UV zračenje - POE konstantno nadmašuje EVA. Kako PV ćelije postaju sve efikasnije i zahtijevaju veću pouzdanost, POE ostaje optimalan izbor za osiguranje dugoročne, stabilne izlazne snage u vanjskim okruženjima.
