Rok 2024 představuje pro fotovoltaický (FV) průmysl klíčový okamžik, protože tvrdá konkurence pohání rychlý pokrok v technologii článků a průmyslových aplikacích, který daleko překonává tempo před deseti lety. Navzdory těmto inovacím zůstává volba zapouzdřovací fólie – ať už POE (polyolefinový elastomer), EVA (kopolymer ethylen-vinylacetátu) nebo EPE – kritickým a široce diskutovaným tématem jak pro sklo-sklo, sklo-podkladové desky, tak i pro flexibilní moduly.
Venkovní fotovoltaické moduly čelí degradaci vlivem čtyř hlavních faktorů prostředí: tepla, kyslíku, vody a ultrafialového (UV) záření. I když je biologická aktivita v těchto aplikacích zanedbatelná, ostatní faktory hrají rozhodující roli při výběru materiálu. Tento článek porovnává výkonnost EVA a POE za těchto podmínek a nabízí nové poznatky a metodiky pro výběr materiálu.
1. Teplo
Jak EVA, tak POE, pokud jsou zesítěné, vydrží krátkodobé vystavení teplotám kolem 150 °C. EVA se však rozkládá při teplotách nad 200 °C a uvolňuje značné množství kyseliny octové, zatímco POE zůstává stabilní, dokud teploty nepřekročí 300 °C.
2. Kyslík
Při pokojové teplotě vykazují oba materiály dobrou odolnost vůči oxidaci. EVA však obsahuje stopová množství volných monomerů kyseliny octové, které jsou náchylné k oxidaci při zvýšených teplotách. Naproti tomu POE, složený výhradně z chemicky stabilních vazeb uhlík-vodík, vyžaduje k reakci s kyslíkem výrazně vyšší teploty.
3. Voda
Esterové skupiny EVA jsou náchylné k hydrolýze, což vede k tvorbě karboxylových skupin, které urychlují další hydrolýzu a degradaci materiálu. POE s plně uhlíkovo-vodíkovým řetězcem je chemicky stabilní a hydrolýzou není ovlivněn. POE navíc vykazuje vynikající odolnost proti vodní páře s rychlostí propustnosti vodní páry (WVTR) přibližně 3 g/m2·24h při 38 °C a 90% relativní vlhkosti, ve srovnání s WVTR EVA 25 g/m2·24h. Tato nižší propustnost zvyšuje schopnost POE chránit vnitřní součásti modulu před poškozením vlhkostí.
4. Ultrafialové záření
Struktura řetězce POE, tvořená výhradně uhlíkem a vodíkem, se vyznačuje silnými chemickými vazbami – vazbami CH₄ s energií 414 kJ/mol a vazbami CC s energií 332 kJ/mol – což je činí odolnými vůči štěpení indukovanému UV zářením. Naopak esterové skupiny EVA obsahují vazby CO s energií vazeb pod 330 kJ/mol, které jsou náchylnější k degradaci UV zářením.
Závěr
Mezi čtyřmi klíčovými faktory ovlivňujícími spolehlivost venkovních aplikací – teplo, kyslík, voda a UV záření – POE trvale překonává EVA. Vzhledem k tomu, že fotovoltaické články jsou stále účinnější a vyžadují vyšší spolehlivost, zůstává POE optimální volbou pro zajištění dlouhodobého a stabilního výkonu ve venkovním prostředí.
