Året 2024 markerer et avgjørende øyeblikk for den fotovoltaiske (PV) industrien, ettersom hard konkurranse driver raske fremskritt innen celleteknologi og industrielle applikasjoner, som langt overgår tempoet for et tiår siden. Til tross for disse innovasjonene er valget av innkapslingsfilm – enten POE (polyolefinelastomer), EVA (etylen-vinylacetat-kopolymer) eller EPE – fortsatt et kritisk og mye debattert tema for både glass-glass, glassbaksideplater og fleksible moduler.
Utendørs PV-moduler opplever nedbrytning fra fire primære miljøfaktorer: varme, oksygen, vann og ultrafiolett (UV) stråling. Selv om biologisk aktivitet er ubetydelig i disse applikasjonene, spiller de andre faktorene en avgjørende rolle i materialvalg. Denne artikkelen sammenligner ytelsen til EVA og POE under disse forholdene, og gir ny innsikt og metoder for materialvalg.
1. Varme
Både EVA og POE tåler kortvarig eksponering for temperaturer rundt 150 °C når de er tverrbundet. EVA dekomponerer imidlertid ved temperaturer over 200 °C, og frigjør betydelige mengder eddiksyre, mens POE forblir stabilt inntil temperaturen overstiger 300 °C.
2. Oksygen
Ved romtemperatur viser begge materialene god motstand mot oksidasjon. EVA inneholder imidlertid spormengder av frie eddiksyremonomerer, som er utsatt for oksidasjon ved forhøyede temperaturer. I motsetning til dette krever POE, som utelukkende består av kjemisk stabile karbon-hydrogenbindinger, betydelig høyere temperaturer for å reagere med oksygen.
3. Vann
EVAs estergrupper er utsatt for hydrolyse, noe som fører til dannelse av karboksylgrupper som akselererer ytterligere hydrolyse og materialnedbrytning. POE, med sin fullstendige karbon-hydrogenkjede, er kjemisk stabil og upåvirket av hydrolyse. I tillegg viser POE overlegen vanndampmotstand, med en vanndamptransmisjonshastighet (WVTR) på omtrent 3 g/m2·24t ved 38 °C og 90 % relativ fuktighet, sammenlignet med EVAs WVTR på 25 g/m2·24t. Denne lavere permeabiliteten forbedrer POEs evne til å beskytte interne modulkomponenter mot fuktskader.
4. Ultrafiolett stråling
POEs kjedestruktur, som består av kun karbon og hydrogen, har sterke kjemiske bindinger – CH-bindinger ved 414 kJ/mol og CC-bindinger ved 332 kJ/mol – noe som gjør dem motstandsdyktige mot UV-indusert spalting. Omvendt inneholder EVAs estergrupper CO-bindinger med bindingsenergier under 330 kJ/mol, som er mer utsatt for UV-nedbrytning.
Konklusjon
Blant de fire nøkkelfaktorene som påvirker påliteligheten til utendørs bruk – varme, oksygen, vann og UV – yter POE konsekvent bedre enn EVA. Etter hvert som PV-celler blir stadig mer effektive og krever strengere pålitelighet, er POE fortsatt det optimale valget for å sikre langsiktig, stabil effekt i utendørsmiljøer.
