2024. gads iezīmē izšķirošu brīdi fotoelektrisko (FV) nozarē, jo sīva konkurence veicina strauju šūnu tehnoloģiju un rūpniecisko pielietojumu attīstību, ievērojami pārsniedzot tempu pirms desmit gadiem. Neskatoties uz šiem jauninājumiem, iekapsulēšanas plēves izvēle — vai tā būtu POE (poliolefīna elastomērs), EVA (etilēna-vinilacetāta kopolimērs) vai EPE — joprojām ir kritiska un plaši apspriesta tēma gan stikls-stikls, gan stikla aizmugures loksnes, gan elastīgajiem moduļiem.
Āra PV moduļus bojā četri galvenie vides faktori: karstums, skābeklis, ūdens un ultravioletais (UV) starojums. Lai gan bioloģiskā aktivitāte šajos pielietojumos ir niecīga, pārējiem faktoriem ir izšķiroša nozīme materiālu izvēlē. Šajā rakstā salīdzināta EVA un POE veiktspēja šādos apstākļos, piedāvājot jaunas atziņas un metodoloģijas materiālu izvēlei.
1. Karstums
Gan EVA, gan POE, kad tie ir savstarpēji saistīti, var izturēt īslaicīgu pakļaušanu aptuveni 150 °C temperatūrai. Tomēr EVA sadalās temperatūrā virs 200 °C, atbrīvojot ievērojamu daudzumu etiķskābes, savukārt POE saglabājas stabils, līdz temperatūra pārsniedz 300 °C.
2. Skābeklis
Istabas temperatūrā abiem materiāliem ir laba izturība pret oksidēšanos. Tomēr EVA satur nelielu daudzumu brīvu etiķskābes monomēru, kas ir pakļauti oksidācijai paaugstinātā temperatūrā. Turpretī POE, kas pilnībā sastāv no ķīmiski stabilām oglekļa-ūdeņraža saitēm, reaģēšanai ar skābekli nepieciešama ievērojami augstāka temperatūra.
3. Ūdens
EVA esteru grupas ir uzņēmīgas pret hidrolīzi, kā rezultātā veidojas karboksilgrupas, kas paātrina tālāku hidrolīzi un materiāla degradāciju. POE ar pilnībā oglekļa-ūdeņraža ķēdi ir ķīmiski stabils un hidrolīze to neietekmē. Turklāt POE uzrāda izcilu ūdens tvaiku izturību, un tā ūdens tvaiku caurlaidības ātrums (WVTR) ir aptuveni 3 g/m2·24h pie 38°C un 90% relatīvā mitruma, salīdzinot ar EVA WVTR 25 g/m2·24h. Šī zemākā caurlaidība uzlabo POE spēju aizsargāt iekšējos moduļu komponentus no mitruma bojājumiem.
4. Ultravioletais starojums
POE pilnībā no oglekļa-ūdeņraža veidotajai ķēdes struktūrai ir raksturīgas spēcīgas ķīmiskās saites — CH saites ar enerģiju 414 kJ/mol un CC saites ar enerģiju 332 kJ/mol —, kas padara tās izturīgas pret UV starojuma izraisītu šķelšanos. Turpretī EVA esteru grupas satur CO saites ar saišu enerģiju zem 330 kJ/mol, kas ir vairāk pakļautas UV starojuma degradācijai.
Secinājums
Starp četriem galvenajiem faktoriem, kas ietekmē āra lietojumu uzticamību — siltumu, skābekli, ūdeni un UV starojumu —, POE pastāvīgi pārspēj EVA. Tā kā PV elementi kļūst arvien efektīvāki un tiem ir nepieciešama stingrāka uzticamība, POE joprojām ir optimāla izvēle, lai nodrošinātu ilgtermiņa, stabilu jaudas izvadi āra vidē.
