År 2024 markerer et afgørende øjeblik for den fotovoltaiske (PV) industri, da hård konkurrence driver hurtige fremskridt inden for celleteknologi og industrielle anvendelser, der langt overgår tempoet for et årti siden. Trods disse innovationer er valget af indkapslingsfilm - hvad enten det er POE (polyolefin elastomer), EVA (ethylen-vinylacetat copolymer) eller EPE - fortsat et kritisk og bredt debatteret emne for både glas-glas, glasbagsideplader og fleksible moduler.
Udendørs PV-moduler udsættes for nedbrydning fra fire primære miljøfaktorer: varme, ilt, vand og ultraviolet (UV) stråling. Mens biologisk aktivitet er ubetydelig i disse applikationer, spiller de andre faktorer en afgørende rolle i materialevalget. Denne artikel sammenligner ydeevnen af EVA og POE under disse forhold og tilbyder nye indsigter og metoder til materialevalg.
1. Varme
Både EVA og POE kan, når de er tværbundet, modstå kortvarig eksponering for temperaturer omkring 150 °C. EVA nedbrydes dog ved temperaturer over 200 °C og frigiver betydelige mængder eddikesyre, hvorimod POE forbliver stabilt, indtil temperaturen overstiger 300 °C.
2. Ilt
Ved stuetemperatur udviser begge materialer god modstandsdygtighed over for oxidation. EVA indeholder dog spor af frie eddikesyremonomerer, som er tilbøjelige til oxidation ved forhøjede temperaturer. I modsætning hertil kræver POE, der udelukkende består af kemisk stabile kulstof-hydrogenbindinger, betydeligt højere temperaturer for at reagere med ilt.
3. Vand
EVA's estergrupper er modtagelige for hydrolyse, hvilket fører til dannelsen af carboxylgrupper, der accelererer yderligere hydrolyse og materialenedbrydning. POE, med sin fuldt kulstof-hydrogenkæde, er kemisk stabil og upåvirket af hydrolyse. Derudover udviser POE overlegen vanddampresistens med en vanddamptransmissionshastighed (WVTR) på cirka 3 g/m2·24t ved 38°C og 90% relativ luftfugtighed sammenlignet med EVA's WVTR på 25 g/m2·24t. Denne lavere permeabilitet forbedrer POE's evne til at beskytte interne modulkomponenter mod fugtskader.
4. Ultraviolet stråling
POE's kædestruktur, der udelukkende består af kulstof og hydrogen, har stærke kemiske bindinger – CH-bindinger ved 414 kJ/mol og CC-bindinger ved 332 kJ/mol – hvilket gør dem modstandsdygtige over for UV-induceret spaltning. Omvendt indeholder EVA's estergrupper CO-bindinger med bindingsenergier under 330 kJ/mol, som er mere tilbøjelige til UV-nedbrydning.
Konklusion
Blandt de fire nøglefaktorer, der påvirker pålideligheden af udendørs applikationer – varme, ilt, vand og UV – overgår POE konsekvent EVA. Efterhånden som PV-celler bliver mere og mere effektive og kræver strengere pålidelighed, forbliver POE det optimale valg til at sikre langsigtet, stabil effekt i udendørsmiljøer.
