부품의 옥외 적용 시 신뢰성 관점에서의 광전지 접착 필름 선정에 관한 논의
Jul 17, 2024
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2024년은 태양광 산업에서 적자생존의 중요한 해가 될 것입니다. 치열한 경쟁으로 인해 배터리 기술이 거듭나고 산업에 적용하는 속도가 10년 전보다 훨씬 빨라졌기 때문입니다.
그러나 배터리가 어떻게 반복되든, 이중 유리 구성 요소, 단일 유리 구성 요소 또는 유연한 구성 요소의 포장에 POE(폴리올레핀 엘라스토머), EVA(에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체), EPE 중 무엇을 선택할지는 항상 피할 수 없고 격렬하게 논의되는 주제입니다.
환경 내의 열, 산소, 물, 자외선, 생물학적 활동은 재료 고장의 주요 요인입니다. 태양광 모듈의 실외 적용에서 생물학적 활동을 제외하는 것 외에도 다른 네 가지 주요 환경 요인을 무시할 수 없습니다. 따라서 재료를 선택할 때는 먼저 이 네 가지 요인이 재료에 미치는 영향을 고려해야 합니다.
본 논문에서는 EVA와 POE가 이러한 4가지 환경 요인에 미치는 영향을 비교하여 재료 선택에 대한 새로운 접근법과 방법을 제시합니다.
1. 열
EVA와 POE 소재는 모두 가교 후 약 150도의 단기간 고온 노출을 견딜 수 있지만 온도가 계속 상승하면 EVA는 200도 이상에서 분해되어 많은 양의 아세트산을 방출합니다. POE의 열분해 온도는 최소 300도가 필요합니다.
2. 산소
EVA와 POE는 실온에서 쉽게 산화되지 않지만 EVA에는 소량의 유리 아세트산 단량체가 존재하기 때문에 고온에서는 산화됩니다. 그러나 POE는 모두 화학적으로 안정한 탄소 수소 결합이며 산소와 반응하는 온도는 EVA보다 훨씬 높습니다.
3. 물
분자 구조 관점에서 EVA는 쉽게 가수분해되는 에스테르기를 함유하고 있습니다. 가수분해에 의해 생성된 카르복실 말단기는 가수분해 반응을 더욱 촉진하여 재료의 빠른 노화로 이어집니다. 그리고 POE는 가수분해의 영향을 받지 않는 모든 탄소 수소 사슬의 높은 화학적 안정성을 가지고 있습니다. 반면, 38도 및 90% RH에서 EVA 필름의 수증기 투과율은 약 25g/m^2·24h인 반면, POE 필름의 수증기 투과율은 3g/m^2·24h입니다. 즉, POE의 수증기 투과율은 EVA 필름보다 훨씬 낮아 POE는 가수분해하기 어려울 뿐만 아니라 EVA보다 훨씬 높은 내수성을 가지고 있어 모듈 내부의 다른 구성 요소에 강력한 보호를 제공합니다.
4. 자외선
마찬가지로 POE는 높은 화학 결합 에너지를 가진 완전한 탄소 수소 사슬 구조로, CH 결합 에너지는 414 kJ/mol이고 CC 결합 에너지는 332 kJ/mol입니다. 땅에 노출되면 자외선에 의해 쉽게 파손되지 않지만 EVA의 에스테르 그룹의 CO 결합 에너지는 330 kJ/mol 미만이므로 자외선과 파손에 더 취약합니다.
요약하자면, 포장재 사용에 있어서 POE는 실외 적용 신뢰성의 4대 요소인 열, 산소, 수분, 자외선 성능 측면에서 EVA보다 우수합니다. 오늘날 배터리에 대한 "고효율"과 "엄격한 요구 사항"이 점점 더 높아지고 있지만, POE는 여전히 배터리의 장기적 안정적이고 지속적인 "출력"을 보장하는 가장 좋은 선택입니다.