Aus der Perspektive der Zuverlässigkeit bei Außenanwendungen von Solarmodulen ist die Auswahl der Photovoltaikfolie

2024 wird ein wichtiges Jahr für das Überleben der Stärksten in der Photovoltaikbranche sein. Der intensive Wettbewerb hat zu einer Iteration der Batterietechnologie und einer Geschwindigkeit der industriellen Anwendung geführt, die weit über das vor zehn Jahren hinausgeht.
Unabhängig davon, wie die Batterie iteriert und ob man sich für die Verpackung von Doppelglasmodulen, Einzelglasmodulen oder flexiblen Modulen für POE (Polyolefin-Elastomer), EVA (Ethylenacetat-Ethylen-Copolymer) oder EPE entscheidet, ist dies immer ein unvermeidliches und heiß diskutiertes Thema.
Hitze, Sauerstoff, Wasser, ultraviolette Strahlung und biologische Aktivitäten in der Umgebung sind die Hauptfaktoren, die Materialversagen verursachen. Bei Außenanwendungen von Photovoltaikmodulen können neben dem Ausschluss biologischer Aktivitäten auch die anderen vier Umweltfaktoren nicht ignoriert werden. Daher sollte bei der Auswahl von Materialien zunächst der Einfluss dieser vier Faktoren auf die Materialien berücksichtigt werden.
Dieser Artikel vergleicht die Auswirkungen von EVA und POE unter diesen 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 Kohlenwasserstoffbindungen und die Temperatur, bei der es mit Sauerstoff reagiert, ist viel höher als bei EVA.
3. Wasser
Aus Sicht der Molekülstruktur enthält EVA Estergruppen, die zur Hydrolyse neigen. Die durch Hydrolyse entstehenden Carboxylendgruppen fördern das Auftreten von Hydrolysereaktionen weiter, was zu einer schnellen Alterung des Materials führt. Die chemische Stabilität der gesamten Kohlenwasserstoffkette von POE ist sehr hoch und wird durch Hydrolyse nicht beeinträchtigt. Andererseits beträgt die Wasserdampfdurchlässigkeit von EVA-Folie bei 38 Grad und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit etwa 25 g/m² Std., während die Wasserdampfdurchlässigkeit von POE-Folie 3 g/m² Std. beträgt. Das heißt, die Wasserdampfdurchlässigkeit von POE ist viel geringer als die von EVA-Folie, wodurch POE nicht nur weniger anfällig für Hydrolyse ist, sondern auch eine viel höhere Wasserblockierfähigkeit als EVA aufweist und somit anderen Komponenten im Inneren des Bauteils starken Schutz bietet.
4. UV-Strahlen
Ebenso hat POE eine vollständige Kohlenwasserstoffkettenstruktur und seine chemische Bindungsenergie ist hoch. Die CH-Bindungsenergie beträgt 414 kJ/mol und die CC-Bindungsenergie 332 kJ/mol. Es zerbricht nicht so leicht, wenn es ultraviolettem Licht auf 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 Bruch macht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass POE bei der Verwendung von Verpackungsmaterialien EVA in Bezug auf die vier Schlüsselelemente 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.