Diskussion über die Auswahl von Photovoltaik-Klebefolien unter dem Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit bei der Außenanwendung von Komponenten
Jul 17, 2024
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Das Jahr 2024 wird für das Überleben der Stärksten in der Photovoltaikbranche entscheidend sein, da der harte Wettbewerb zu einer Weiterentwicklung der Batterietechnologie führt und die Geschwindigkeit der industriellen Anwendung weit über die von vor zehn Jahren hinausgeht.
Unabhängig davon, wie die Batterie iteriert wird, ob man sich für POE (Polyolefin-Elastomer), EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer) oder EPE für die Verpackung von Doppelglaskomponenten, Einzelglaskomponenten oder flexiblen Komponenten entscheidet, ist dies immer ein unvermeidliches und heftig diskutiertes Thema.
Hitze, Sauerstoff, Wasser, ultraviolette Strahlung und biologische Aktivität in der Umgebung sind die Hauptfaktoren, die Materialversagen verursachen. Bei Außenanwendungen von Photovoltaikmodulen können neben dem Ausschluss biologischer Aktivität die anderen vier wichtigen Umweltfaktoren nicht ignoriert werden. Daher sollte bei der Auswahl der Materialien zunächst die Auswirkung dieser vier Faktoren auf die Materialien berücksichtigt werden.
Dieser Artikel vergleicht die Auswirkungen von EVA und POE auf diese vier Umweltfaktoren und bietet einen neuen Ansatz und eine neue Methode zur Materialauswahl.
1. Hitze
Sowohl EVA- als auch POE-Materialien können nach der Vernetzung kurzfristigen Hochtemperaturbelastungen von etwa 150 Grad standhalten. Steigt die Temperatur jedoch weiter an, zersetzt sich EVA und setzt bei Temperaturen über 200 Grad große Mengen Essigsäure frei. Die thermische Zersetzungstemperatur von POE muss mindestens 300 Grad betragen.
2. Sauerstoff
EVA und POE oxidieren bei Raumtemperatur nicht so leicht, aber aufgrund der Anwesenheit einer kleinen Menge an freiem Essigsäuremonomer in EVA werden sie bei hohen Temperaturen oxidiert. POE besteht jedoch ausschließlich aus chemisch stabilen Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen und die Temperatur, bei der es mit Sauerstoff reagiert, ist viel höher als bei EVA.
3. Wasser
Aus Sicht der Molekularstruktur enthält EVA Estergruppen, die leicht hydrolysiert werden. Die durch Hydrolyse entstehenden Carboxylendgruppen fördern die Hydrolysereaktion weiter und führen zu einer schnellen Alterung des Materials. Und POE weist eine hohe chemische Stabilität aller Kohlenstoff-Wasserstoffketten auf, die durch Hydrolyse nicht beeinträchtigt wird. Andererseits beträgt die Wasserdampfdurchlässigkeit von EVA-Folie bei 38 Grad und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit etwa 25 g/m² · 24 h, während die Wasserdampfdurchlässigkeit von POE-Folie 3 g/m² · 24 h beträgt. Das heißt, die Wasserdampfdurchlässigkeit von POE ist viel niedriger als die von EVA-Folie, wodurch POE nicht nur schwer hydrolysiert werden kann, sondern auch eine viel höhere Wasserbeständigkeit als EVA aufweist und somit anderen Komponenten im Modul starken Schutz bietet.
4. Ultraviolette Strahlung
Ebenso ist POE eine vollständig aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehende Kettenstruktur mit hoher chemischer Bindungsenergie, mit einer CH-Bindungsenergie von 414 kJ/mol und einer CC-Bindungsenergie von 332 kJ/mol. Es zerbricht nicht so leicht durch UV-Strahlung, wenn es dem Boden ausgesetzt wird, während die CO-Bindungsenergie der Estergruppe in EVA weniger als 330 kJ/mol beträgt, was es anfälliger für UV-Strahlung und Brüche macht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass POE bei der Verwendung von Verpackungsmaterialien EVA in Bezug auf die vier Hauptelemente der Zuverlässigkeit bei Außenanwendungen überlegen ist: Wärme-, Sauerstoff-, Wasser- und UV-Leistung. Angesichts der zunehmend „hohen Effizienz“ und „strengen Anforderungen“ an Batterien ist POE immer noch die beste Wahl, um eine langfristig stabile und kontinuierliche „Leistung“ der Batterien sicherzustellen.