O ano 2024 marca un momento crucial para a industria fotovoltaica (FV), xa que a feroz competencia impulsa os rápidos avances na tecnoloxía celular e nas aplicacións industriais, superando con creces o ritmo de hai unha década. A pesar destas innovacións, a elección da película de encapsulado, xa sexa POE (elastómero de poliolefina), EVA (copolímero de etileno-acetato de vinilo) ou EPE, segue sendo un tema crítico e amplamente debatido tanto para vidro-vidro, lámina de vidro-dorso e módulos flexibles.
Os módulos fotovoltaicos para exteriores sofren a degradación por catro factores ambientais principais: calor, osíxeno, auga e radiación ultravioleta (UV). Aínda que a actividade biolóxica é insignificante nestas aplicacións, os outros factores xogan un papel decisivo na selección de materiais. Este artigo compara o rendemento do EVA e o POE nestas condicións, ofrecendo novas ideas e metodoloxías para a selección de materiais.
1. Calor
Tanto o EVA como o POE, cando se reticulan, poden soportar unha exposición a curto prazo a temperaturas duns 150 °C. Non obstante, o EVA descomponse a temperaturas superiores a 200 °C, liberando cantidades significativas de ácido acético, mentres que o POE permanece estable ata que as temperaturas superan os 300 °C.
2. Osíxeno
Á temperatura ambiente, ambos materiais presentan unha boa resistencia á oxidación. Non obstante, o EVA contén trazas de monómeros de ácido acético libres, que son propensos á oxidación a temperaturas elevadas. Pola contra, o POE, composto enteiramente por enlaces carbono-hidróxeno quimicamente estables, require temperaturas significativamente máis altas para reaccionar co osíxeno.
3. Auga
Os grupos éster do EVA son susceptibles á hidrólise, o que leva á formación de grupos carboxilo que aceleran unha maior hidrólise e degradación do material. O POE, coa súa cadea totalmente de carbono-hidróxeno, é quimicamente estable e non se ve afectado pola hidrólise. Ademais, o POE presenta unha resistencia superior ao vapor de auga, cunha taxa de transmisión do vapor de auga (WVTR) de aproximadamente 3 g/m2·24h a 38 °C e 90 % de humidade relativa, en comparación coa WVTR do EVA de 25 g/m2·24h. Esta menor permeabilidade mellora a capacidade do POE para protexer os compoñentes internos do módulo dos danos causados pola humidade.
4. Radiación ultravioleta
A estrutura da cadea totalmente de carbono e hidróxeno do POE presenta fortes enlaces químicos (enlaces CH a 414 kJ/mol e enlaces CC a 332 kJ/mol), o que os fai resistentes á clivaxe inducida por UV. Pola contra, os grupos éster do EVA conteñen enlaces CO con enerxías de enlace inferiores a 330 kJ/mol, que son máis propensos á degradación por UV.
Conclusión
Entre os catro factores clave que afectan á fiabilidade das aplicacións no exterior (calor, osíxeno, auga e UV), o POE supera sistematicamente ao EVA. A medida que as células fotovoltaicas se volven cada vez máis eficientes e esixen unha fiabilidade máis estrita, o POE segue a ser a opción óptima para garantir unha saída de enerxía estable a longo prazo en entornos exteriores.
