從組件戶外應用可靠性的角度談光伏膠膜的選擇

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的迭代，和產業(yè)化應用的速度遠遠超出十年前。

但是無論電池如何迭代，又對雙玻組件，或單玻組件，又或者是柔性組件來說，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進行封裝，這始終是一個繞不開且討論激烈的話題。

環(huán)境中的熱量、氧氣、水、紫外線和生物活動是造成材料失效的最主要的因素，在光伏組件的戶外應用中，除了可以排除生物活動，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)過交聯(lián)后都可以承受約150℃的短時間高溫暴露，但是如果溫度繼續(xù)提高，在200℃以上時，EVA會發(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，在高溫下會被氧化，但是POE則全部是化學性能穩(wěn)定的碳氫鍵，與氧氣發(fā)生化學反應的溫度要比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，水解產生的端羧基會進一步促進水解反應的發(fā)生，使得材料快速老化。而POE的全碳氫鏈化學穩(wěn)定性很高，不受水解影響。另一方面，EVA膠膜38℃，90%RH的水汽透過率約25g/m^2·24h，POE膠膜的水汽透過率在3g/ m^2·24h。也就是說，POE的水汽透過率遠遠低于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

同樣，POE是全碳氫鏈結構，這種分子的化學鍵能很高，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照射而發(fā)生斷裂。

綜上所述，在封裝材料的使用中，涉及戶外應用可靠性的四大要素：熱、氧、水、紫外的表現(xiàn)中，POE均優(yōu)于EVA，在電池越來越“高效率”，“嚴要求”的今天，POE仍然是保證電池長期穩(wěn)定持續(xù)“輸出”的最佳選擇。