من منظور الموثوقية في التطبيقات الخارجية للألواح الشمسية، فإن اختيار الفيلم الكهروضوئي

سيكون عام 2024 عامًا مهمًا لبقاء الأفضل في صناعة الطاقة الكهروضوئية. لقد أدت المنافسة الشديدة إلى تكرار تكنولوجيا البطاريات وسرعة التطبيق الصناعي التي تجاوزت بكثير ما كان عليه الحال قبل عشر سنوات.
ومع ذلك، بغض النظر عن كيفية تكرار البطارية، وسواء اخترت POE (بولي أوليفين إلاستومر)، أو EVA (إيثيلين أسيتات إيثيلين كوبوليمر)، أو EPE لتغليف وحدات الزجاج المزدوجة، أو وحدات الزجاج المفردة، أو الوحدات المرنة، فهذا دائمًا موضوع لا مفر منه ويتم مناقشته كثيرًا.
الحرارة والأكسجين والماء والأشعة فوق البنفسجية والأنشطة البيولوجية في البيئة هي العوامل الرئيسية التي تسبب فشل المواد. في التطبيقات الخارجية للوحدات الكهروضوئية، بالإضافة إلى استبعاد الأنشطة البيولوجية، لا يمكن تجاهل العوامل البيئية الأربعة الأخرى. لذلك، عند اختيار المواد، يجب أن يكون الاعتبار الأول هو تأثير هذه العوامل الأربعة على المواد.
تقوم هذه المقالة بمقارنة تأثيرات EVA وPOE في ظل هذه العوامل البيئية الأربعة، مما يوفر نهجًا وطريقة جديدة لاختيار المواد.
1. الحرارة
يمكن لمواد EVA وPOE أن تتحمل التعرض لدرجات حرارة عالية قصيرة المدى تصل إلى حوالي 150 درجة بعد الترابط، ولكن إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع، فسوف تتحلل EVA وتطلق كمية كبيرة من حمض الأسيتيك فوق 200 درجة. يجب أن تكون درجة حرارة التحلل الحراري لـ POE 300 درجة على الأقل.
2. الأكسجين
لا يتأكسد EVA وPOE بسهولة في درجة حرارة الغرفة، ولكن نظرًا لوجود كمية صغيرة من مونومر حمض الأسيتيك الحر في EVA، فسوف يتأكسدان في درجات حرارة عالية. ومع ذلك، فإن POE عبارة عن روابط هيدروكربونية مستقرة كيميائيًا، ودرجة الحرارة التي يتفاعل عندها مع الأكسجين أعلى بكثير من EVA.
3. الماء
من منظور البنية الجزيئية، يحتوي EVA على مجموعات إستر، وهي عرضة للتحلل المائي. تعمل مجموعات النهاية الكربوكسيلية الناتجة عن التحلل المائي على تعزيز حدوث تفاعلات التحلل المائي، مما يؤدي إلى الشيخوخة السريعة للمادة. الاستقرار الكيميائي لسلسلة الهيدروكربون بأكملها من POE مرتفع للغاية ولا يتأثر بالتحلل المائي. من ناحية أخرى، فإن نفاذية بخار الماء لفيلم EVA عند 38 درجة ورطوبة نسبية 90٪ تبلغ حوالي 25 جم / م 3 ساعات، بينما نفاذية بخار الماء لفيلم POE هي 3 جم / م 5 ساعات. وهذا يعني أن نفاذية بخار الماء لـ POE أقل بكثير من نفاذية بخار الماء لفيلم EVA، مما يجعل POE ليس فقط أقل عرضة للتحلل المائي، ولكن لديه أيضًا قدرة أعلى بكثير على حجب الماء من EVA، وبالتالي يوفر حماية قوية للمكونات الأخرى داخل المكون.
4. الأشعة فوق البنفسجية
وبالمثل، فإن مادة POE لها بنية سلسلة هيدروكربونية كاملة، وطاقة الرابطة الكيميائية الخاصة بها عالية. تبلغ طاقة الرابطة CH 414 كيلوجول/مول، وطاقة الرابطة CC 332 كيلوجول/مول. لا تنكسر بسهولة عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية على الأرض، في حين أن طاقة الرابطة CO لمجموعة الإستر في EVA أقل من 330 كيلوجول/مول، مما يجعلها أكثر عرضة للأشعة فوق البنفسجية والكسر.
باختصار، في استخدام مواد التغليف، تتفوق تقنية POE على تقنية EVA من حيث العناصر الأربعة الرئيسية لموثوقية التطبيقات الخارجية: الحرارة والأكسجين والماء والأداء فوق البنفسجي. في ظل "الكفاءة العالية" المتزايدة اليوم و"المتطلبات الصارمة" للبطاريات، لا تزال تقنية POE هي الخيار الأفضل لضمان "إخراج" البطاريات المستقر والمستمر على المدى الطويل.