Árið 2024 markar tímamót fyrir sólarorkuiðnaðinn (PV) þar sem hörð samkeppni knýr áfram hraðar framfarir í frumutækni og iðnaðarnotkun, sem fara langt fram úr hraðanum fyrir áratug síðan. Þrátt fyrir þessar nýjungar er val á innhylkingarfilmu - hvort sem það er POE (pólýólefín elastómer), EVA (etýlen-vínýl asetat samfjölliða) eða EPE - ennþá mikilvægt og mikið umdeilt efni fyrir bæði gler-gler, glerbakplötur og sveigjanlegar einingar.
Úti sólarsellueiningar standa frammi fyrir niðurbroti vegna fjögurra meginumhverfisþátta: hita, súrefnis, vatns og útfjólublárrar (UV) geislunar. Þó að líffræðileg virkni sé hverfandi í þessum forritum, gegna aðrir þættir lykilhlutverki í efnisvali. Þessi grein ber saman afköst EVA og POE við þessar aðstæður og býður upp á nýjar innsýnir og aðferðir við efnisval.
1. Hiti
Bæði EVA og POE þola, þegar þau eru þverbundin, skammtímaútsetningu fyrir hitastigi um 150°C. Hins vegar brotnar EVA niður við hitastig yfir 200°C og losar umtalsvert magn af ediksýru, en POE helst stöðugt þar til hitastig fer yfir 300°C.
2. Súrefni
Við stofuhita sýna bæði efnin góða oxunarþol. Hins vegar inniheldur EVA snefilmagn af fríum ediksýrumónómerum, sem eru viðkvæmir fyrir oxun við hækkað hitastig. Aftur á móti þarf POE, sem er eingöngu samsett úr efnafræðilega stöðugum kolefnis-vetnistengjum, verulega hærra hitastig til að hvarfast við súrefni.
3. Vatn
Esterhópar EVA eru viðkvæmir fyrir vatnsrofi, sem leiðir til myndunar karboxýlhópa sem flýta fyrir frekari vatnsrofi og niðurbroti efnisins. POE, með kolefnis-vetni keðju sína að fullu, er efnafræðilega stöðugt og verður ekki fyrir áhrifum af vatnsrofi. Að auki sýnir POE framúrskarandi vatnsgufuþol, með vatnsgufuleiðnihraða (WVTR) upp á um það bil 3 g/m2·24klst við 38°C og 90% rakastig, samanborið við WVTR EVA upp á 25 g/m2·24klst. Þessi minni gegndræpi eykur getu POE til að vernda innri íhluti einingarinnar gegn rakaskemmdum.
4. Útfjólublá geislun
Keðjubygging POE, sem samanstendur eingöngu af kolefni og vetni, einkennist af sterkum efnatengjum — CH-tengjum við 414 kJ/mól og CC-tengjum við 332 kJ/mól — sem gerir þær ónæmar fyrir klofningi af völdum útfjólublárrar geislunar. Aftur á móti innihalda esterhópar EVA CO-tengi með tengiorku undir 330 kJ/mól, sem eru líklegri til að brotna niður með útfjólubláum geislum.
Niðurstaða
Meðal fjögurra lykilþátta sem hafa áhrif á áreiðanleika utandyra — hiti, súrefni, vatn og útfjólublátt ljós — skilar POE stöðugt betri árangri en EVA. Þar sem sólarsellur verða sífellt skilvirkari og krefjast strangari áreiðanleika, er POE enn besti kosturinn til að tryggja langtíma, stöðuga orkuframleiðslu í utandyraumhverfi.
