Godina 2024. označava ključni trenutak za fotonaponsku (PV) industriju jer žestoka konkurencija potiče brzi napredak u tehnologiji ćelija i industrijskim primjenama, daleko nadmašujući tempo od prije deset godina. Unatoč tim inovacijama, izbor filma za enkapsulaciju - bilo da se radi o POE (poliolefinskom elastomeru), EVA (kopolimeru etilen-vinil acetata) ili EPE - ostaje ključna i široko raspravljana tema za module staklo-staklo, staklenu podlogu i fleksibilne module.
Vanjski fotonaponski moduli suočavaju se s degradacijom zbog četiri primarna čimbenika okoliša: topline, kisika, vode i ultraljubičastog (UV) zračenja. Iako je biološka aktivnost zanemariva u ovim primjenama, ostali čimbenici igraju odlučujuću ulogu u odabiru materijala. Ovaj članak uspoređuje performanse EVA i POE u tim uvjetima, nudeći nove uvide i metodologije za odabir materijala.
1. Toplina
I EVA i POE, kada su umreženi, mogu podnijeti kratkotrajno izlaganje temperaturama oko 150°C. Međutim, EVA se razgrađuje na temperaturama iznad 200°C, oslobađajući značajne količine octene kiseline, dok POE ostaje stabilan sve dok temperature ne prijeđu 300°C.
2. Kisik
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 kemijski stabilnih ugljik-vodikovih veza, zahtijeva znatno više temperature za reakciju s kisikom.
3. Voda
Esterske skupine EVA pjene podložne su hidrolizi, što dovodi do stvaranja karboksilnih skupina koje ubrzavaju daljnju hidrolizu i degradaciju materijala. POE, sa svojim potpunim ugljik-vodikovim lancem, kemijski je stabilan i ne utječe na hidrolizu. Osim toga, POE pokazuje vrhunsku otpornost na vodenu paru, s brzinom prijenosa vodene pare (WVTR) od približno 3 g/m2·24h pri 38°C i 90% relativne vlažnosti, u usporedbi s WVTR-om EVA pjene od 25 g/m2·24h. Ova niža propusnost poboljšava sposobnost POE-a da zaštiti unutarnje komponente modula od oštećenja vlagom.
4. Ultraljubičasto zračenje
Struktura lanca POE, koja se sastoji isključivo od ugljika i vodika, sadrži jake kemijske veze - CH veze na 414 kJ/mol i CC veze na 332 kJ/mol - što ih čini otpornima na UV-inducirano cijepanje. Suprotno tome, esterske skupine EVA sadrže CO veze s energijama veza ispod 330 kJ/mol, koje su sklonije UV degradaciji.
Zaključak
Među četiri ključna čimbenika koji utječu na pouzdanost vanjske primjene - toplina, kisik, voda i UV zračenje - POE dosljedno nadmašuje EVA. Kako fotonaponske ćelije postaju sve učinkovitije i zahtijevaju veću pouzdanost, POE ostaje optimalan izbor za osiguranje dugoročne i stabilne izlazne snage u vanjskim okruženjima.
