Dlouhodobá stabilita fotovoltaických modulů je klíčem k trvalému výdeji elektrické energie po dobu provozu fotovoltaického systému. Chemická stabilita polymerních zapouzdřovacích materiálů ve fotovoltaických modulech je důležitým faktorem při určování životnosti fotovoltaických modulů.
Jaké jsou účinky stárnutí materiálu EVA na výkon fotovoltaických modulů?
Jako hlavní materiál fotovoltaické zapouzdřovací fólie má EVA velký význam pro fotovoltaické moduly. Jakmile zestárne, ovlivní nejen výkon fotovoltaických modulů, ale také způsobí vyblednutí, delaminaci a puchýře fotovoltaických modulů.
1. Blednutí
Při provozu fotovoltaických modulů bude EVA při dlouhodobém působení venkovního prostředí podléhat „žloutnutí“ a „hnědnutí“. Odbarvení snižuje propustnost světla EVA, snižuje fotoproud fotovoltaického článku a nakonec vede ke ztrátě výkonu fotovoltaického modulu.
Hlavním důvodem tohoto jevu je to, že se stoupající teplotou se chemické složení obalového materiálu EVA společným působením ultrafialového světla a průniku vody mění a barva EVA se bude postupně prohlubovat, od světle žluté po tmavě hnědou.
2. Vrstvení
Degradace EVA vede ke ztrátě adheze a dochází k delaminaci, což má za následek ztrátu adheze mezi krycím sklem a solárním článkem nebo mezi solárním článkem a materiálem zadní vrstvy. Delaminace fotovoltaických modulů způsobuje zvýšený odraz světla, zvýšený průnik vody, ztrátu výstupního výkonu a poškození celého systému.
Existuje mnoho faktorů, které vedou k delaminaci.Kromě procesních faktorů je hlavním důvodem stárnutí EVA během používání.Stárnutí EVA ničí vazby rozhraní, což má za následek vznik mezer mezi EVA a dalšími vrstvami.V tomto procesu , světlo, teplo, kyslík a voda A další faktory hrají důležitou roli, obecně horké a vlhké klima urychlí stratifikaci.
3. Tvorba puchýřů
Tvorba puchýřů je proces podobný delaminaci, který je způsoben nedostatečnou přilnavostí EVA a postihuje menší plochu. Bubliny se vytvářejí jako výsledek chemických reakcí, které uvolňují plyny, které se obvykle objevují v zadní části modulu a shromažďují se v zapouzdření, ale příležitostně vpředu mezi sklem a článkem. Ve středu baterie se často objevují bublinky, což je způsobeno vysokou teplotou uvnitř baterie a rozdílnou přilnavostí EVA. Bubliny brání odvodu tepla baterie, zvyšují přehřívání, snižují životnost komponent, snižují absorpci slunečního záření fotovoltaickými moduly a zvyšují odraz slunečního světla.
Jak může materiál EVA odolávat stárnutí?
1. Přidejte anorganické částice, abyste odolali stárnutí
Přidání anorganických částic je jedním ze způsobů, jak zlepšit odolnost EVA proti stárnutí. Kyselinou funkcionalizované nanovrstvy grafenu jsou vloženy do EVA jako výztuž a připravený kompozitní film EVA/GNP zapouzdří baterii citlivou na barvivo, což může prodloužit životnost zařízení.
Přidání vzácných zemin Y2SiO5: Ce3+, Yb3+ do EVA může zlepšit tepelnou vodivost a přilnavost EVA bez ovlivnění propustnosti světla a elektrické izolace, takže kyslík a vlhkost nemohou proniknout, čímž se zlepší tepelná stabilita obalového materiálu pohlaví.
Oxid grafenu se používá k přípravě nanokompozitní membrány EVA/GO. Tato membrána má dobrou vodotěsnou strukturu a je nepropustná pro kyslík, takže je zlepšen účinek proti stárnutí. Interakce polárních skupin oxidu grafenu a vinylacetátových skupin, což zlepšuje koheze rozhraní. Navíc přidání BN, SiC, ZnO a dalších vysoce tepelně vodivých anorganických částic do obalového materiálu EVA může zabránit lokální akumulaci tepla fotovoltaického modulu, čímž se zlepší tepelná stabilita modulu.
2. Přidejte přísady proti stárnutí
Aditiva, jako jsou antioxidanty a světelné stabilizátory, mohou snížit rychlost oxidačního rozkladu obalových materiálů EVA, zlepšit tepelnou odolnost proti stárnutí kyslíkem, odolnost proti stárnutí ultrafialovým zářením a odolnost proti stárnutí teplem a vlhkostí. Polymerní materiály absorbují světelnou energii a způsobují autooxidační reakce, které mají za následek degradaci polymeru, změnu barvy, křehkost a degradaci výkonu produktu, což jej činí nepoužitelným. Obecně mohou kompozitní stabilizátory snížit rychlost stárnutí EVA více než jednotlivé stabilizátory díky synergickému účinku mezi složkami.
3. Zesíťovaný anti-aging
Bylo prokázáno, že zesíťování je účinnou metodou pro zlepšení odolnosti EVA filmu proti stárnutí a zesíťování může vytvořit z EVA stabilní síťovou strukturu.
Existuje mnoho metod zesíťování EVA.Nejběžněji používaným síťovacím činidlem je organický peroxid.Při určité teplotě volné radikály vzniklé rozkladem organických peroxidů napadají molekulární řetězce EVA, čímž vznikají řetězce volných radikálů, kombinace dvou řetězců volných radikálů tvoří zesíťovanou strukturu.
Stupeň zesíťování je důležitým technickým ukazatelem obalových materiálů EVA.Pokud je zesíťování příliš vysoké, EVA zkřehne a neodolá vnějším vlivům a nechrání křemíkový plátek. Pokud je zesítění příliš nízké, sníží se odolnost proti stárnutí a je vhodné řídit stupeň zesítění na 70 %.