År 2024 markerar ett avgörande ögonblick för solcellsindustrin (PV-industrin), då hård konkurrens driver snabba framsteg inom cellteknik och industriella tillämpningar, som vida överträffar takten för ett decennium sedan. Trots dessa innovationer är valet av inkapslingsfilm – oavsett om det är POE (polyolefinelastomer), EVA (etylen-vinylacetat-sampolymer) eller EPE – fortfarande ett kritiskt och allmänt debatterat ämne för både glas-glas, glasbaksidesark och flexibla moduler.
Utomhusmoduler för PV utsätts för nedbrytning från fyra primära miljöfaktorer: värme, syre, vatten och ultraviolett (UV) strålning. Medan biologisk aktivitet är försumbar i dessa tillämpningar spelar de andra faktorerna en avgörande roll i materialvalet. Denna artikel jämför prestandan hos EVA och POE under dessa förhållanden och erbjuder nya insikter och metoder för materialval.
1. Värme
Både EVA och POE kan, när de är tvärbundna, motstå kortvarig exponering för temperaturer runt 150 °C. EVA sönderfaller dock vid temperaturer över 200 °C och frigör betydande mängder ättiksyra, medan POE förblir stabilt tills temperaturen överstiger 300 °C.
2. Syre
Vid rumstemperatur uppvisar båda materialen god motståndskraft mot oxidation. EVA innehåller dock spårmängder av fria ättiksyramonomerer, vilka är benägna att oxidera vid förhöjda temperaturer. Däremot kräver POE, som helt består av kemiskt stabila kol-vätebindningar, betydligt högre temperaturer för att reagera med syre.
3. Vatten
EVA:s estergrupper är känsliga för hydrolys, vilket leder till bildandet av karboxylgrupper som accelererar ytterligare hydrolys och materialnedbrytning. POE, med sin fullständiga kol-vätekedja, är kemiskt stabil och opåverkad av hydrolys. Dessutom uppvisar POE överlägsen vattenångbeständighet, med en vattenångtransmissionshastighet (WVTR) på cirka 3 g/m2·24h vid 38 °C och 90 % relativ fuktighet, jämfört med EVA:s WVTR på 25 g/m2·24h. Denna lägre permeabilitet förbättrar POE:s förmåga att skydda interna modulkomponenter från fuktskador.
4. Ultraviolett strålning
POE:s kedjestruktur, som består av enbart kol och väte, har starka kemiska bindningar – CH-bindningar vid 414 kJ/mol och CC-bindningar vid 332 kJ/mol – vilket gör dem resistenta mot UV-inducerad klyvning. Omvänt innehåller EVA:s estergrupper CO-bindningar med bindningsenergier under 330 kJ/mol, vilka är mer benägna att nedbrytas med UV-strålning.
Slutsats
Bland de fyra nyckelfaktorerna som påverkar tillförlitligheten hos utomhusapplikationer – värme, syre, vatten och UV – överträffar POE konsekvent EVA. I takt med att PV-celler blir allt effektivare och kräver strängare tillförlitlighet, förblir POE det optimala valet för att säkerställa långsiktig, stabil effekt i utomhusmiljöer.
