Mae'r flwyddyn 2024 yn nodi moment hollbwysig i'r diwydiant ffotofoltäig (PV) wrth i gystadleuaeth ffyrnig yrru datblygiadau cyflym mewn technoleg celloedd a chymwysiadau diwydiannol, gan ragori ar gyflymder degawd yn ôl. Er gwaethaf yr arloesiadau hyn, mae'r dewis o ffilm gapsiwleiddio—boed yn POE (elastomer polyolefin), EVA (copolymer ethylene-finyl acetate), neu EPE—yn parhau i fod yn bwnc hollbwysig a thrafod yn eang ar gyfer modiwlau gwydr-gwydr, dalen gefn-wydr, a hyblyg.
Mae modiwlau PV awyr agored yn wynebu dirywiad o ganlyniad i bedwar prif ffactor amgylcheddol: gwres, ocsigen, dŵr, ac ymbelydredd uwchfioled (UV). Er bod gweithgaredd biolegol yn ddibwys yn y cymwysiadau hyn, mae'r ffactorau eraill yn chwarae rhan bendant wrth ddewis deunyddiau. Mae'r erthygl hon yn cymharu perfformiad EVA a POE o dan yr amodau hyn, gan gynnig mewnwelediadau a methodolegau newydd ar gyfer dewis deunyddiau.
1. Gwres
Gall EVA a POE, pan gânt eu cysylltu â'i gilydd, wrthsefyll amlygiad tymor byr i dymheredd tua 150°C. Fodd bynnag, mae EVA yn dadelfennu ar dymheredd uwchlaw 200°C, gan ryddhau symiau sylweddol o asid asetig, tra bod POE yn aros yn sefydlog nes bod y tymheredd yn uwch na 300°C.
2. Ocsigen
Ar dymheredd ystafell, mae'r ddau ddeunydd yn dangos ymwrthedd da i ocsideiddio. Fodd bynnag, mae EVA yn cynnwys symiau bach o monomerau asid asetig rhydd, sy'n dueddol o ocsideiddio ar dymheredd uchel. Mewn cyferbyniad, mae angen tymereddau llawer uwch ar POE, sy'n cynnwys bondiau carbon-hydrogen sy'n gemegol sefydlog yn gyfan gwbl, i adweithio ag ocsigen.
3. Dŵr
Mae grwpiau ester EVA yn agored i hydrolysis, gan arwain at ffurfio grwpiau carboxyl sy'n cyflymu hydrolysis pellach a diraddio deunydd. Mae POE, gyda'i gadwyn garbon-hydrogen lawn, yn sefydlog yn gemegol ac nid yw'n cael ei effeithio gan hydrolysis. Yn ogystal, mae POE yn arddangos ymwrthedd anwedd dŵr uwch, gyda chyfradd trosglwyddo anwedd dŵr (WVTR) o tua 3 g/m2·24h ar 38°C a lleithder cymharol o 90%, o'i gymharu â WVTR EVA o 25 g/m2·24h. Mae'r athreiddedd is hwn yn gwella gallu POE i amddiffyn cydrannau modiwl mewnol rhag difrod lleithder.
4. Ymbelydredd Uwchfioled
Mae strwythur cadwyn holl-garbon-hydrogen POE yn cynnwys bondiau cemegol cryf—bondiau CH ar 414 kJ/mol a bondiau CC ar 332 kJ/mol—gan eu gwneud yn gallu gwrthsefyll hollti a achosir gan UV. I'r gwrthwyneb, mae grwpiau ester EVA yn cynnwys bondiau CO gydag egni bond islaw 330 kJ/mol, sy'n fwy tueddol o ddiraddio UV.
Casgliad
Ymhlith y pedwar ffactor allweddol sy'n effeithio ar ddibynadwyedd cymwysiadau awyr agored—gwres, ocsigen, dŵr, ac UV—mae POE yn perfformio'n well na EVA yn gyson. Wrth i gelloedd PV ddod yn fwyfwy effeithlon a galw am ddibynadwyedd mwy llym, mae POE yn parhau i fod y dewis gorau posibl ar gyfer sicrhau allbwn pŵer sefydlog, hirdymor mewn amgylcheddau awyr agored.
