Leto 2024 zaznamuje prelomni trenutek za fotovoltaično (PV) industrijo, saj ostra konkurenca spodbuja hiter napredek v tehnologiji celic in industrijskih aplikacijah, ki daleč presega tempo pred desetletjem. Kljub tem inovacijam ostaja izbira enkapsulacijske folije – pa naj bo to POE (poliolefinski elastomer), EVA (kopolimer etilen-vinil acetata) ali EPE – ključna in široko razpravljana tema tako za module steklo-steklo, plošče s stekleno hrbtno stranjo kot tudi za fleksibilne module.
Zunanji PV moduli so izpostavljeni degradaciji zaradi štirih glavnih okoljskih dejavnikov: toplote, kisika, vode in ultravijoličnega (UV) sevanja. Čeprav je biološka aktivnost v teh aplikacijah zanemarljiva, imajo drugi dejavniki odločilno vlogo pri izbiri materiala. Ta članek primerja delovanje EVA in POE v teh pogojih ter ponuja nove vpoglede in metodologije za izbiro materiala.
1. Toplota
Tako EVA kot POE lahko, ko sta zamrežena, preneseta kratkotrajno izpostavljenost temperaturam okoli 150 °C. Vendar pa se EVA razgradi pri temperaturah nad 200 °C in sprosti znatne količine ocetne kisline, medtem ko POE ostane stabilen, dokler temperature ne presežejo 300 °C.
2. Kisik
Pri sobni temperaturi oba materiala kažeta dobro odpornost proti oksidaciji. Vendar EVA vsebuje sledi prostih monomerov ocetne kisline, ki so nagnjeni k oksidaciji pri povišanih temperaturah. Nasprotno pa POE, ki je v celoti sestavljen iz kemično stabilnih vezi ogljik-vodik, zahteva bistveno višje temperature za reakcijo s kisikom.
3. Voda
Estrske skupine EVA so dovzetne za hidrolizo, kar vodi do nastanka karboksilnih skupin, ki pospešijo nadaljnjo hidrolizo in razgradnjo materiala. POE s svojo popolnoma ogljikovo-vodikovo verigo je kemično stabilen in nanj hidroliza ne vpliva. Poleg tega ima POE vrhunsko odpornost na vodno paro, s hitrostjo prenosa vodne pare (WVTR) približno 3 g/m2·24h pri 38 °C in 90 % relativni vlažnosti v primerjavi z WVTR EVA, ki znaša 25 g/m2·24h. Ta nižja prepustnost izboljša sposobnost POE, da zaščiti notranje komponente modula pred poškodbami zaradi vlage.
4. Ultravijolično sevanje
Struktura verige POE, sestavljena izključno iz ogljika in vodika, ima močne kemične vezi – vezi CH pri 414 kJ/mol in vezi CC pri 332 kJ/mol – zaradi česar so odporni na cepitev, ki jo povzroča UV. Nasprotno pa estrske skupine EVA vsebujejo vezi CO z energijo vezi pod 330 kJ/mol, ki so bolj nagnjene k UV-razgradnji.
Zaključek
Med štirimi ključnimi dejavniki, ki vplivajo na zanesljivost uporabe na prostem – toplota, kisik, voda in UV – POE dosledno prekaša EVA. Ker PV celice postajajo vse bolj učinkovite in zahtevajo strožjo zanesljivost, POE ostaja optimalna izbira za zagotavljanje dolgoročne in stabilne izhodne moči v zunanjem okolju.
