Срок службы солнечных панелей во многом зависит от материалов, используемых для их герметизации. Именно поэтому исследователи уделяют много времени изучению этих материалов. Сравнительный анализ стойкости к старению четырёх основных инкапсулирующих плёнок, представленных в настоящее время на рынке: Этиленвинилацетат (ЭВА), POE, EPE и PVB. Поливинилбутиральная пленка (пленка ПВБ) демонстрирует отличную стойкость к старению, в то время как пленка EVA демонстрирует хорошие начальные характеристики, но относительно низкую стойкость к старению.
1. Четыре основных инкапсуляционных пленки
Фильм EVA: Изготовленный из сополимера этилена и винилацетата, этот материал занимает лидирующие позиции на рынке инкапсуляционных материалов для фотоэлектрических модулей. Винилацетатные группы вводятся методом полимеризации под высоким давлением. Содержание винилацетата влияет на эксплуатационные характеристики пленки и обычно составляет от 28% до 33%. Технология производства пленок EVA является отработанной и относительно недорогой. В качестве инкапсуляционной пленки для фотоэлектрических модулей она обладает следующими преимуществами:
Фильм POE: Статистический сополимерный эластомер, образованный из этилена и 1-октена, отличается низкой температурой плавления, узким молекулярно-массовым распределением и длинноцепочечными разветвлениями. В системе сополимера этилена и октена октеновые звенья могут быть случайным образом присоединены к этиленовой цепи, что обеспечивает превосходные механические свойства и светопропускание.
Отличные влагопароизоляционные свойства: его паропроницаемость составляет примерно 1/8 от показателя ЭВА. Стабильная структура молекулярной цепи обеспечивает замедление процесса старения, обеспечивая лучшую защиту солнечных элементов от коррозии под воздействием влаги в условиях высоких температур и влажности, а также повышая устойчивость солнечных модулей к ПИ-излучению.
Отличная устойчивость к атмосферным воздействиям: молекулярная цепь не содержит гидролизуемых эфирных связей, что предотвращает образование кислотных веществ в процессе старения.
Коэкструдированная пленка EPE: Эта инкапсулирующая пленка была разработана для решения задач, связанных с применением пленок POE. Пленки POE склонны к осаждению присадок при ламинировании, что приводит к проскальзыванию при использовании и снижению выхода готовой продукции. Поэтому ЭВА и ПОЭ совместно экструдируются в несколько слоев для создания многослойных соэкструдированных пленок ЭВА/ПОЭ/ЭВА.
Эта пленка сочетает в себе преимущества обоих материалов: она обладает водонепроницаемостью и стойкостью к ПИДА ПОЭ с высокой адгезией ЭВА.
Контроль процесса представляет собой сложную задачу: полиолефиновые эластомеры представляют собой неполярные молекулы, в то время как сополимеры этилена и винилацетата – полярные. Эти две смолы существенно различаются по реакционной способности к образованию поперечных связей, вязкости расплава и скорости нагрева расплава при сдвиге, что затрудняет эффективный контроль качества в рамках простого процесса соэкструзии.
Пленка ПВБ: Эта плёнка обеспечивает значительные преимущества при инкапсуляции фотоэлектрических модулей, особенно для фотоэлектрических модулей, интегрированных в здания (BIPV). Этот термопластичный полимер образуется путём кислотно-катализируемой конденсации поливинилового спирта (ПВС), получаемого путём гидролиза или алкоголиза поливинилацетата и н-бутиральдегида. Она пригодна для вторичной переработки и не требует реакции сшивания.
Сильная адгезия и механические свойства: обладает сильной адгезией к стеклу и высокой механической прочностью.
Превосходная стойкость к старению: обладает исключительной стойкостью к старению под воздействием окружающей среды, что делает его более прочным для использования на открытом воздухе и может прослужить до четырёх лет без потери эксплуатационных характеристик. Его адгезия к стеклу и ударопрочность превосходят показатели плёнки ЭВА, а его стойкость к старению также превосходит показатели плёнки ЭВА.
2. Устойчивость к старению – испытание на старение под воздействием УФ-излучения
Испытание на ускоренное старение под воздействием УФ-излучения проверяет стойкость к старению под воздействием атмосферного света. После ламинирования подготовленные материалы помещаются в камеру для УФ-старения в контролируемых условиях. После старения измеряются прочность на отслаивание и индекс пожелтения пленки на стекле.
УФ-излучение ухудшает адгезионные свойства плёнки, но эффект менее выражен, чем в условиях высокой температуры и влажности. ЭВА значительно желтеет после УФ-облучения. Изменение прочности на отрыв: УФ-облучение в некоторой степени влияет на прочность на отрыв между плёнкой и стеклом, но этот эффект менее выражен, чем в условиях высокой температуры и влажности. Различные плёнки демонстрируют различные тенденции изменения прочности на отрыв после УФ-облучения. Например, образцы 1# (ЭВА), 2# (ПОЭ), 3# (ЭПЭ) и 4#. Поливинилбутираль (ПВБ) все демонстрируют снижение прочности на отслаивание после УФ-облучения, но степень снижения различна.
Изменение индекса пожелтения: ЭВА демонстрирует значительное пожелтение после УФ-облучения. Это связано с тем, что остаточные сшивающие агенты в ЭВА разлагаются под воздействием света, образуя активные свободные радикалы, которые реагируют с антиоксидантом (поглотителем УФ-излучения) с образованием хромофоров. Индекс пожелтения других плёнок также изменяется после УФ-облучения, но в меньшей степени, чем у ЭВА.
3. Стойкость к старению – испытание на старение при высоких температурах и высокой влажности
Ламинированные образцы помещали в камеру постоянной температуры и влажности при температуре (85±2)°С и относительной влажности 85%±5% на 1000 часов.
Прочность отслаивания всех четырёх образцов от стекла снизилась после гигротермического старения. PVB продемонстрировал превосходную устойчивость к гигротермическому старению, в то время как EPE занял промежуточное положение между EVA и POE. EVA оказался более подвержен пожелтению в условиях высокой температуры и влажности.
Изменение прочности на отрыв: прочность на отрыв образцов 1#, 2#, 3# и 4# по отношению к стеклу снизилась после гигротермического старения, и она продолжала снижаться с увеличением времени гигротермического старения.
Изменение индекса пожелтения: Индекс пожелтения всех образцов увеличивался с увеличением времени гигротермической выдержки, причем наибольший рост был зафиксирован у ЭВА, что свидетельствует о том, что ЭВА более подвержен пожелтению в условиях высокой температуры и высокой влажности.
4. Устойчивость к старению – испытание на старение в условиях влажности и замораживания
Ламинированные образцы были помещены в испытательную камеру для циклического изменения температуры и влажности. Условия циклирования характеризовались определёнными колебаниями температуры и влажности, как показано на рисунке ниже. Количество циклов составило 20.
Изменение прочности на отрыв: Как показано на рисунке, цикл «влажность-замораживание» практически не повлиял на прочность на отрыв между плёнками 1#, 2#, 3# и 4 и стеклом. Прочность на отрыв всех четырёх плёнок оставалась относительно стабильной в течение цикла «влажность-замораживание», без существенного снижения.
Изменение индекса пожелтения: Все четыре плёнки продемонстрировали слабое пожелтение после цикла «влажность-замораживание», что свидетельствует об их высокой эффективности при частых колебаниях температуры и хорошей стойкости к пожелтению. Их оптические свойства оставались относительно стабильными в условиях высокой влажности и значительных колебаний температуры.
Механические испытания показали, что лучшими свойствами обладает ПВБ, в то время как ЭВА механически прочнее ПОЭ, а ЭПЭ занимает промежуточное положение. В целом, плёнка ПВБ лучше всего противостоит старению, тогда как ЭВА сначала хорошо себя проявляет, но со временем стареет быстрее. ЭВА по-прежнему популярен благодаря своей доступной цене. По мере развития технологий ПОЭ и ЭПЭ, вероятно, будут получать всё большее распространение наряду с ЭВА, что расширит возможности герметизации солнечных панелей.
Веб-сайт: www.elephchem.com
Вотсап: (+)86 13851435272
Электронная почта: admin@elephchem.com
Поддерживается сеть IPv6
