태양광 패널의 옥외 적용에 있어서 신뢰성 관점에서 태양전지 필름의 선택

2024년은 태양광 산업에서 적자생존의 중요한 해가 될 것입니다. 치열한 경쟁으로 인해 배터리 기술의 반복과 산업 적용 속도가 10년 전보다 훨씬 빨라졌습니다.
그러나 배터리가 어떻게 반복되든, 이중 유리 모듈, 단일 유리 모듈 또는 유연 모듈의 패키징에 POE(폴리올레핀 엘라스토머), EVA(에틸렌 아세테이트 에틸렌 공중합체), EPE 중 무엇을 선택할지는 항상 피할 수 없고 많은 논의가 필요한 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 환경 요인을 무시할 수 없습니다. 따라서 재료를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 이 네 가지 요인이 재료에 미치는 영향입니다.
본 논문에서는 이러한 네 가지 환경 요인에 따른 EVA와 POE의 효과를 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 300도 이상이어야 합니다.
2. 산소
EVA와 POE는 실온에서 쉽게 산화되지 않지만 EVA에는 소량의 유리 아세트산 단량체가 존재하기 때문에 고온에서는 산화됩니다. 그러나 POE는 모두 화학적으로 안정한 탄화수소 결합이며 산소와 반응하는 온도는 EVA보다 훨씬 높습니다.
3. 물
분자 구조 관점에서 볼 때 EVA는 가수분해되기 쉬운 에스테르기를 함유하고 있습니다. 가수분해에 의해 생성된 카르복실 말단기는 가수분해 반응의 발생을 더욱 촉진하여 재료의 빠른 노화로 이어집니다. POE의 전체 탄화수소 사슬의 화학적 안정성은 매우 높으며 가수분해의 영향을 받지 않습니다. 반면, 38도 및 90% RH에서 EVA 필름의 수증기 투과율은 약 25g/m ^ 2-24시간이고 POE 필름의 수증기 투과율은 3g/m ^ 2-24시간입니다. 즉, POE의 수증기 투과율은 EVA 필름보다 훨씬 낮아 POE는 가수분해되기 쉽지 않을 뿐만 아니라 EVA보다 훨씬 높은 물 차단 능력을 가지고 있어 구성 요소 내부의 다른 구성 요소에 대한 강력한 보호를 제공합니다.
4. 자외선
마찬가지로 POE는 완전한 탄화수소 사슬 구조를 가지고 있으며, 화학 결합 에너지가 높습니다. CH 결합 에너지는 414 kJ/mol이고, CC 결합 에너지는 332 kJ/mol입니다. 지상에서 자외선에 노출되어도 쉽게 끊어지지 않는 반면, EVA의 에스테르 그룹의 CO 결합 에너지는 330 kJ/mol 미만으로 자외선 복사 및 파손에 더 취약합니다.
요약하자면, 포장재 사용에 있어서 POE는 실외 적용 신뢰성의 4가지 핵심 요소인 열, 산소, 수분, UV 성능 측면에서 EVA보다 우수합니다. 오늘날 배터리의 "고효율"과 "엄격한 요구 사항"이 점점 더 높아지고 있지만, POE는 여전히 배터리의 장기적 안정적이고 지속적인 "출력"을 보장하는 가장 좋은 선택입니다.