Stabilitatea pe termen lung a modulelor fotovoltaice este cheia producției continue de energie electrică în timpul perioadei de funcționare a sistemului fotovoltaic. Stabilitatea chimică a materialelor de încapsulare polimerice în modulele fotovoltaice este un factor important în determinarea durabilității modulelor fotovoltaice.
Care sunt efectele îmbătrânirii materialului EVA asupra performanței modulelor fotovoltaice?
Ca material principal al filmului de încapsulare fotovoltaic, EVA are o mare importanță pentru modulele fotovoltaice. Odată îmbătrânit, nu numai că va afecta performanța modulelor fotovoltaice, ci va provoca și decolorarea, delaminarea și formarea de vezicule a modulelor fotovoltaice.
1. Decolorarea
În timpul funcționării modulelor fotovoltaice, EVA va suferi „îngălbenire” și „maronire” atunci când este expus la mediul exterior pentru o perioadă lungă de timp. Decolorarea reduce transmisia luminii a EVA, reduce curentul fotovoltaic al celulei fotovoltaice și, în final, duce la pierderea de putere a modulului fotovoltaic.
Motivul principal pentru acest fenomen este că, pe măsură ce temperatura crește, compoziția chimică a materialului de ambalare EVA se modifică sub acțiunea combinată a luminii ultraviolete și a pătrunderii apei, iar culoarea EVA se va adânci treptat, de la galben deschis la maro închis.
2. Stratificare
Degradarea EVA duce la pierderea aderenței și are loc delaminarea, ducând la pierderea aderenței între sticla de acoperire și celula solară sau între celula solară și materialul din spate. Delaminarea modulelor fotovoltaice determină o reflexie crescută a luminii, o pătrundere crescută a apei, pierderea puterii de ieșire și deteriorarea întregului sistem.
Există mulți factori care duc la delaminare.Pe lângă factorii de proces, îmbătrânirea EVA în timpul utilizării este principalul motiv.Îmbătrânirea EVA distruge legăturile de interfață, ducând la formarea de goluri între EVA și alte straturi.În acest proces , lumina, căldura, oxigenul și apa Și alți factori joacă un rol important, în general climatul cald și umed va accelera stratificarea.
3. vezicule
Blisteringul este un proces similar cu delaminarea, care este cauzat de lipsa de aderență a EVA și afectează o zonă mai mică. Bulele sunt create ca rezultat al reacțiilor chimice care eliberează gaze care apar de obicei în partea din spate a modulului și se adună în încapsulare, dar ocazional în partea din față între sticlă și celulă. Adesea, bule apar în centrul bateriei, ceea ce este cauzat de temperatura ridicată din interiorul bateriei și de aderența diferită a EVA. Bulele inhibă disiparea căldurii bateriei, cresc supraîncălzirea, reduc durata de viață a componentelor, reduc absorbția luminii solare de către modulele fotovoltaice și măresc reflectarea luminii solare.
Cum poate materialul EVA să reziste la îmbătrânire?
1. Adăugați particule anorganice pentru a rezista la îmbătrânire
Adăugarea de particule anorganice este una dintre modalitățile de îmbunătățire a rezistenței la îmbătrânire a EVA. Nanofoile de grafen funcționalizate cu acid sunt introduse în EVA ca armătură, iar filmul compozit EVA/GNP pregătit încapsulează bateria sensibilizată la colorant, ceea ce poate prelungi durata de viață a dispozitivului.
Adăugarea de pământuri rare Y2SiO5: Ce3+, Yb3+ în EVA poate îmbunătăți conductivitatea termică și aderența EVA fără a afecta transmisia luminii și izolația electrică, astfel încât oxigenul și umiditatea să nu intre, îmbunătățind astfel stabilitatea termică a materialului de ambalare sex.
Oxidul de grafen este utilizat pentru prepararea membranei nanocompozite EVA/GO. Această membrană are o structură bună impermeabilă și este impermeabilă la oxigen, astfel încât performanța anti-îmbătrânire este îmbunătățită. Grupurile polare ale oxidului de grafen și grupele de acetat de vinil grupează interacțiunea, ceea ce îmbunătățește coeziunea interfaciala. În plus, adăugarea de BN, SiC, ZnO și alte particule anorganice foarte conductoare termic la materialul de ambalare EVA poate preveni acumularea locală de căldură a modulului fotovoltaic, îmbunătățind astfel stabilitatea termică a modulului.
2. Adăugați aditivi anti-îmbătrânire
Aditivii precum antioxidanții și stabilizatorii de lumină pot reduce rata de descompunere oxidativă a materialelor de ambalare EVA, pot îmbunătăți rezistența la îmbătrânirea la oxigen termic, rezistența la îmbătrânire la ultraviolete și rezistența la îmbătrânire la căldură și umiditate. Materialele polimerice absorb energia luminii, provocând reacții de auto-oxidare, ducând la degradarea polimerului, decolorarea, fragilitatea și degradarea performanței produsului, făcându-l inutilizabil. În general, stabilizatorii compoziți pot reduce rata de îmbătrânire a EVA mai mult decât stabilizatorii unici datorită efectului sinergic între componente.
3. Anti-îmbătrânire reticulat
S-a dovedit a fi o metodă eficientă de îmbunătățire a rezistenței la îmbătrânire a filmului EVA, iar reticulare poate face ca EVA să formeze o structură de rețea stabilă.
Există multe metode de reticulare EVA.Peroxidul organic este cel mai frecvent utilizat agent de reticulare.La o anumită temperatură, radicalii liberi generați de descompunerea peroxizilor organici atacă lanțurile moleculare EVA, rezultând lanțuri de radicali liberi și combinația a două lanțuri de radicali liberi formează o structură reticulata.
Gradul de reticulare este un indicator tehnic important al materialelor de ambalare EVA.Dacă reticulare este prea mare, EVA va deveni casant și nu poate rezista la impacturi externe și nu va proteja placa de siliciu. Dacă reticularea este prea scăzută, rezistența la îmbătrânire va fi redusă și este indicat să se controleze gradul de reticulare la 70%.
