从组件户外应用可靠性的角度谈光伏胶膜的选择

2024年将是光伏行业优胜劣汰的重要一年，激烈的竞争导致电池技术的迭代，和产业化应用的速度远远超出十年前。

但是无论电池如何迭代，又对双玻组件，或单玻组件，又或者是柔性组件来说，究竟是选择POE（聚烯烃弹性体），还是EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物），又或者是EPE进行封装，这始终是一个绕不开且讨论激烈的话题。

环境中的热量、氧气、水、紫外线和生物活动是造成材料失效的最主要的因素，在光伏组件的户外应用中，除了可以排除生物活动，其它四大环境因素均不可忽略。因此对于材料的选择首先要考虑这四大因素对材料的影响。

本文对比了EVA和POE在这四大环境因素下所受到的影响，给大家提供一种选择材料的新思路和新方法。

1.热量

EVA和POE材料在经过交联后都可以承受约150℃的短时间高温暴露，但是如果温度继续提高，在200℃以上时，EVA会发生分解，大量释放醋酸。而POE的热分解温度则至少需要300℃。

2.氧气

EVA和POE在常温下均不易氧化，但是由于EVA中始终存在少量的游离醋酸单体，在高温下会被氧化，但是POE则全部是化学性能稳定的碳氢键，与氧气发生化学反应的温度要比EVA高得多。

3.水

从分子结构上看，EVA含有酯基，而酯基是容易发生水解的，水解产生的端羧基会进一步促进水解反应的发生，使得材料快速老化。而POE的全碳氢链化学稳定性很高，不受水解影响。另一方面，EVA胶膜38℃，90%RH的水汽透过率约25g/m^2·24h，POE胶膜的水汽透过率在3g/ m^2·24h。也就是说，POE的水汽透过率远远低于EVA胶膜，使得POE不仅自身不易水解，阻水能力也远高于EVA，从而对组件内部的其他元器件可以有很强的保护。

4.紫外线

同样，POE是全碳氢链结构，这种分子的化学键能很高，C-H键能414kJ/mol，C-C键能332kJ/mol，在照射到地面的紫外线中不易断裂，而EVA中的酯基的C-O键能小于330kJ/mol，这就使得其更容易受到紫外线照射而发生断裂。

综上所述，在封装材料的使用中，涉及户外应用可靠性的四大要素：热、氧、水、紫外的表现中，POE均优于EVA，在电池越来越“高效率”，“严要求”的今天，POE仍然是保证电池长期稳定持续“输出”的最佳选择。