2024年將是光伏行業(yè)優(yōu)勝劣汰的重要一年,激烈的競爭導致電池技術(shù)的迭代,和產(chǎn)業(yè)化應用的速度遠遠超出十年前。
但是無(wú)論電池如何迭代,又對雙玻組件,或單玻組件,又或者是柔性組件來(lái)說(shuō),究竟是選擇POE(聚烯烴彈性體),還是EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物),又或者是EPE進(jìn)行封裝,這始終是一個(gè)繞不開(kāi)且討論激烈的話(huà)題。
環(huán)境中的熱量、氧氣、水、紫外線(xiàn)和生物活動(dòng)是造成材料失效的主要的因素,在光伏組件的戶(hù)外應用中,除了可以排除生物活動(dòng),其它四大環(huán)境因素均不可忽略。因此對于材料的選擇首先要考慮這四大因素對材料的影響。
本文對比了EVA和POE在這四大環(huán)境因素下所受到的影響,給大家提供一種選擇材料的新思路和新方法。
1.熱量
EVA和POE材料在經(jīng)過(guò)交聯(lián)后都可以承受約150℃的短時(shí)間高溫暴露,但是如果溫度繼續提高,在200℃以上時(shí),EVA會(huì )發(fā)生分解,大量釋放醋酸。而POE的熱分解溫度則至少需要300℃。
2.氧氣
EVA和POE在常溫下均不易氧化,但是由于EVA中始終存在少量的游離醋酸單體,在高溫下會(huì )被氧化,但是POE則全部是化學(xué)性能穩定的碳氫鍵,與氧氣發(fā)生化學(xué)反應的溫度要比EVA高得多。
3.水
從分子結構上看,EVA含有酯基,而酯基是容易發(fā)生水解的,水解產(chǎn)生的端羧基會(huì )進(jìn)一步促進(jìn)水解反應的發(fā)生,使得材料快速老化。而POE的全碳氫鏈化學(xué)穩定性很高,不受水解影響。另一方面,EVA膠膜38℃,90%RH的水汽透過(guò)率約25g/m^2·24h,POE膠膜的水汽透過(guò)率在3g/ m^2·24h。也就是說(shuō),POE的水汽透過(guò)率遠遠低于EVA膠膜,使得POE不僅自身不易水解,阻水能力也遠高于EVA,從而對組件內部的其他元器件可以有很強的保護。
4.紫外線(xiàn)
同樣,POE是全碳氫鏈結構,這種分子的化學(xué)鍵能很高,C-H鍵能414kJ/mol,C-C鍵能332kJ/mol,在照射到地面的紫外線(xiàn)中不易斷裂,而EVA中的酯基的C-O鍵能小于330kJ/mol,這就使得其更容易受到紫外線(xiàn)照射而發(fā)生斷裂。
綜上所述,在封裝材料的使用中,涉及戶(hù)外應用可靠性的四大要素:熱、氧、水、紫外的表現中,POE均優(yōu)于EVA,在電池越來(lái)越“高效率”,“嚴要求”的今天,POE仍然是保證電池長(cháng)期穩定持續“輸出”的佳選擇。