ปี 2024 ถือเป็นช่วงเวลาสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เนื่องจากมีการแข่งขันที่ดุเดือดซึ่งผลักดันให้เกิดความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านเทคโนโลยีเซลล์และการใช้งานในอุตสาหกรรม ซึ่งเร็วกว่าเมื่อสิบปีก่อนมาก แม้จะมีนวัตกรรมเหล่านี้ แต่การเลือกใช้ฟิล์มห่อหุ้ม—ไม่ว่าจะเป็น POE (โพลีโอเลฟินอีลาสโตเมอร์), EVA (เอทิลีน-ไวนิลอะซิเตตโคพอลิเมอร์) หรือ EPE—ยังคงเป็นหัวข้อสำคัญและมีการถกเถียงกันอย่างกว้างขวางสำหรับทั้งโมดูลกระจก-กระจก, กระจก-แผ่นรองด้านหลัง และโมดูลแบบยืดหยุ่น
แผงโซลาร์เซลล์กลางแจ้งต้องเผชิญกับการเสื่อมสภาพจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหลักสี่ประการ ได้แก่ ความร้อน ออกซิเจน น้ำ และรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) แม้ว่ากิจกรรมทางชีวภาพจะน้อยมากในงานเหล่านี้ แต่ปัจจัยอื่นๆ มีบทบาทสำคัญในการเลือกวัสดุ บทความนี้เปรียบเทียบประสิทธิภาพของ EVA และ POE ภายใต้สภาวะเหล่านี้ โดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและวิธีการใหม่ๆ สำหรับการเลือกวัสดุ
1. ความร้อน
ทั้ง EVA และ POE เมื่อเกิดการเชื่อมโยงกันแล้ว สามารถทนต่ออุณหภูมิประมาณ 150°C ได้ในระยะสั้น อย่างไรก็ตาม EVA จะสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 200°C และปล่อยกรดอะซิติกออกมาในปริมาณมาก ในขณะที่ POE ยังคงเสถียรจนกระทั่งอุณหภูมิเกิน 300°C
2. ออกซิเจน
ที่อุณหภูมิห้อง วัสดุทั้งสองชนิดแสดงความต้านทานต่อการออกซิเดชันได้ดี อย่างไรก็ตาม EVA มีโมโนเมอร์ของกรดอะซิติกอิสระในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ในทางตรงกันข้าม POE ซึ่งประกอบด้วยพันธะคาร์บอน-ไฮโดรเจนที่เสถียรทางเคมีทั้งหมด ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่ามากจึงจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้
3. น้ำ
หมู่เอสเทอร์ของ EVA ไวต่อการไฮโดรไลซิส ทำให้เกิดหมู่คาร์บอกซิลซึ่งเร่งการไฮโดรไลซิสและการเสื่อมสภาพของวัสดุต่อไป ในขณะที่ POE ซึ่งมีโครงสร้างเป็นโซ่คาร์บอน-ไฮโดรเจนทั้งหมด มีความเสถียรทางเคมีและไม่ได้รับผลกระทบจากการไฮโดรไลซิส นอกจากนี้ POE ยังมีความต้านทานต่อไอน้ำได้ดีกว่า โดยมีอัตราการส่งผ่านไอน้ำ (WVTR) ประมาณ 3 กรัม/ตร.ม.·24 ชม. ที่อุณหภูมิ 38°C และความชื้นสัมพัทธ์ 90% เมื่อเทียบกับ WVTR ของ EVA ที่ 25 กรัม/ตร.ม.·24 ชม. การซึมผ่านที่ต่ำกว่านี้ช่วยเพิ่มความสามารถของ POE ในการปกป้องส่วนประกอบภายในของโมดูลจากความเสียหายจากความชื้น
4. รังสีอัลตราไวโอเลต
โครงสร้างสายโซ่คาร์บอน-ไฮโดรเจนทั้งหมดของ POE มีพันธะเคมีที่แข็งแรง—พันธะ CH ที่ 414 kJ/mol และพันธะ CC ที่ 332 kJ/mol—ทำให้ทนต่อการแตกตัวเนื่องจากรังสียูวี ในทางกลับกัน หมู่เอสเทอร์ของ EVA ประกอบด้วยพันธะ CO ที่มีพลังงานพันธะต่ำกว่า 330 kJ/mol ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพจากรังสียูวีได้ง่ายกว่า
บทสรุป
ในบรรดาปัจจัยสำคัญสี่ประการที่ส่งผลต่อความน่าเชื่อถือในการใช้งานกลางแจ้ง ได้แก่ ความร้อน ออกซิเจน น้ำ และรังสียูวี เทคโนโลยี POE มีประสิทธิภาพเหนือกว่า EVA อย่างสม่ำเสมอ เนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อยๆ และต้องการความน่าเชื่อถือที่เข้มงวดมากขึ้น เทคโนโลยี POE จึงยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเพื่อให้มั่นใจได้ถึงกำลังไฟฟ้าที่เสถียรในระยะยาวในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง
