2024 рік знаменує собою переломний момент для фотоелектричної (ФЕ) галузі, оскільки жорстка конкуренція стимулює швидкий розвиток технології елементів та промислового застосування, що значно перевищує темпи десятирічної давності. Незважаючи на ці інновації, вибір плівки для інкапсуляції — чи то POE (поліолефіновий еластомер), EVA (сополімер етиленвінілацетату), чи EPE — залишається критичною та широко обговорюваною темою як для скло-скляних, скло-листових, так і для гнучких модулів.
Зовнішні фотоелектричні модулі зазнають деградації під впливом чотирьох основних факторів навколишнього середовища: тепла, кисню, води та ультрафіолетового (УФ) випромінювання. Хоча біологічна активність у цих застосуваннях незначна, інші фактори відіграють вирішальну роль у виборі матеріалу. У цій статті порівнюються характеристики EVA та POE за цих умов, пропонуючи нові ідеї та методології вибору матеріалів.
1. Тепло
Як EVA, так і POE, будучи зшитими, можуть витримувати короткочасний вплив температур близько 150°C. Однак EVA розкладається за температур вище 200°C, вивільняючи значну кількість оцтової кислоти, тоді як POE залишається стабільним, доки температура не перевищить 300°C.
2. Кисень
За кімнатної температури обидва матеріали демонструють добру стійкість до окислення. Однак, EVA містить слідові кількості вільних мономерів оцтової кислоти, які схильні до окислення за підвищених температур. На противагу цьому, POE, що повністю складається з хімічно стабільних вуглець-водневих зв'язків, потребує значно вищих температур для реакції з киснем.
3. Вода
Ефірні групи EVA схильні до гідролізу, що призводить до утворення карбоксильних груп, які прискорюють подальший гідроліз та деградацію матеріалу. POE, з його повністю вуглецево-водневим ланцюгом, хімічно стабільний і не піддається гідролізу. Крім того, POE демонструє чудову стійкість до водяної пари, з коефіцієнтом проникнення водяної пари (WVTR) приблизно 3 г/м2·24год при 38°C та відносній вологості 90%, порівняно з WVTR EVA 25 г/м2·24год. Ця нижча проникність підвищує здатність POE захищати внутрішні компоненти модуля від пошкодження вологою.
4. Ультрафіолетове випромінювання
Структура вуглецево-водневого ланцюга POE характеризується міцними хімічними зв'язками — зв'язками CH з енергією 414 кДж/моль та зв'язками CC з енергією 332 кДж/моль — що робить їх стійкими до розщеплення, індукованого ультрафіолетом. І навпаки, ефірні групи EVA містять зв'язки CO з енергією зв'язків нижче 330 кДж/моль, які більш схильні до розщеплення під дією ультрафіолету.
Висновок
Серед чотирьох ключових факторів, що впливають на надійність застосування на відкритому повітрі — тепло, кисень, вода та ультрафіолетове випромінювання — POE постійно перевершує EVA. Оскільки фотоелектричні елементи стають дедалі ефективнішими та вимагають більшої надійності, POE залишається оптимальним вибором для забезпечення довгострокової стабільної вихідної потужності на відкритому повітрі.
