Дългосрочната стабилност на фотоволтаичните модули е ключът към непрекъснатото производство на електрическа енергия по време на експлоатационния период на фотоволтаичната система. Химическата стабилност на полимерните капсулиращи материали във фотоволтаичните модули е важен фактор при определяне на издръжливостта на фотоволтаичните модули.
Какви са ефектите от стареенето на EVA материала върху работата на фотоволтаичните модули?
Като основен материал за фотоволтаично капсулиращо фолио, EVA е от голямо значение за фотоволтаичните модули. След като остарее, той не само ще повлияе на работата на фотоволтаичните модули, но също така ще причини избледняване, разслояване и образуване на мехури на фотоволтаичните модули.
1. Избледняване
По време на работа на фотоволтаичните модули, EVA ще претърпи "пожълтяване" и "покафеняване", когато е изложен на външната среда за дълго време. Обезцветяването намалява светлинната пропускливост на EVA, намалява фототока на фотоволтаичната клетка и накрая води до загуба на мощност на фотоволтаичния модул.
Основната причина за това явление е, че с повишаването на температурата химичният състав на EVA опаковъчния материал се променя под комбинираното действие на ултравиолетова светлина и проникване на вода и цветът на EVA постепенно ще се задълбочи, от светложълт до тъмнокафяв.
2. Напластяване
Разграждането на EVA води до загуба на адхезия и настъпва разслояване, което води до загуба на адхезия между покривното стъкло и слънчевата клетка или между слънчевата клетка и материала на задния лист. Разслояването на фотоволтаичните модули причинява повишено отразяване на светлината, повишено проникване на вода, загуба на изходна мощност и повреда на цялата система.
Има много фактори, които водят до разслояване. В допълнение към факторите на процеса, стареенето на EVA по време на употреба е основната причина. Стареенето на EVA разрушава интерфейсните връзки, което води до образуването на празнини между EVA и други слоеве. В този процес , светлина, топлина, кислород и вода И други фактори играят важна роля, обикновено горещият и влажен климат ще ускори стратификацията.
3. Образуване на мехури
Появата на мехури е процес, подобен на разслояването, който се причинява от липсата на адхезия на EVA и засяга по-малка площ. Мехурчетата се създават в резултат на химични реакции, които освобождават газове, които обикновено се появяват в задната част на модула и се събират в капсулата, но понякога отпред между стъклото и клетката. Често се появяват мехурчета в центъра на батерията, което се дължи на високата температура вътре в батерията и различната адхезия на EVA. Мехурчетата възпрепятстват разсейването на топлината на батерията, увеличават прегряването, намаляват експлоатационния живот на компонентите, намаляват абсорбцията на слънчева светлина от фотоволтаичните модули и увеличават отразяването на слънчевата светлина.
Как може материалът EVA да устои на стареене?
1. Добавете неорганични частици, за да устоите на стареенето
Добавянето на неорганични частици е един от начините за подобряване на устойчивостта на стареене на EVA. Киселинно функционализираните графенови нанопласти се въвеждат в EVA като армировка, а подготвеният EVA/GNP композитен филм капсулира чувствителната към багрилото батерия, което може да удължи експлоатационния живот на устройството.
Добавянето на рядкоземни Y2SiO5: Ce3+, Yb3+ към EVA може да подобри топлопроводимостта и адхезията на EVA, без да се засяга пропускливостта на светлината и електрическата изолация, така че кислородът и влагата да не могат да навлизат, като по този начин се подобрява термичната стабилност на пола на опаковъчния материал.
Графеновият оксид се използва за приготвяне на нанокомпозитна мембрана EVA/GO. Тази мембрана има добра водоустойчива структура и е непропусклива за кислород, така че ефективността против стареене е подобрена. Взаимодействието на полярните групи на графеновия оксид и групите на винилацетатните групи, което подобрява междуфазова кохезия. В допълнение, добавянето на BN, SiC, ZnO и други силно топлопроводими неорганични частици към EVA опаковъчния материал може да предотврати локалното натрупване на топлина на фотоволтаичния модул, като по този начин подобри термичната стабилност на модула.
2. Добавете добавки против стареене
Добавки като антиоксиданти и светлинни стабилизатори могат да намалят скоростта на окислително разлагане на EVA опаковъчните материали, да подобрят устойчивостта на стареене при термичен кислород, устойчивост на ултравиолетово стареене и устойчивост на стареене при топлина и влажност. Полимерните материали абсорбират светлинна енергия, причинявайки реакции на автоокисление, което води до разграждане на полимера, обезцветяване, чупливост и влошаване на производителността на продукта, което го прави неизползваем. Като цяло, композитните стабилизатори могат да намалят скоростта на стареене на EVA повече от единичните стабилизатори поради синергичния ефект между компонентите.
3. Омрежено против стареене
Доказано е, че кръстосаното свързване е ефективен метод за подобряване на устойчивостта на стареене на EVA филма, а кръстосаното свързване може да направи EVA да образува стабилна мрежова структура.
Има много методи за омрежване на EVA. Органичният пероксид е най-често използваният омрежващ агент. При определена температура свободните радикали, генерирани от разлагането на органични пероксиди, атакуват молекулярните вериги на EVA, което води до вериги на свободни радикали и комбинацията от две свободни радикални вериги образува омрежена структура.
Степента на омрежване е важен технически показател за опаковъчните материали EVA.Ако омрежването е твърде високо, EVA ще стане крехък и не може да устои на външни въздействия и няма да защити силиконовата пластина. Ако омрежването е твърде ниско, устойчивостта на стареене ще бъде намалена и е препоръчително да се контролира степента на омрежване на 70%.
