Нове дослідження виявило переваги термопластичних поліолефінових (TPO) капсул у сонячних модулях із подвійним склом
«Зараз TPO плівку використовують для нішевих продуктів, таких як кольорові подвійні скляні модулі та вбудовані PV-модулі. Модулі з подвійного скла вимагають герметизації зі значно меншою кількістю реактивних побічних продуктів. На відміну від зшиваючих EVA та POE герметичних матеріалів, TPO матеріали легше обробляти та переробляти» – сказав Мартін Тіфенталер, дослідник з Університету Йоганна Кеплера в Лінці (JKU), додавши, що плівки TPO не містять пероксидів.
Дослідження проводилося на подвійно ламінованому склі розміром 25 мм × 25 мм × 7 мм, використовували три плівкові адгезиви TPO, кожен з унікальним складом, TPO-3.5, TPO-UV, TPO-F, і поставлений австрійською компанією Borealis. Два додаткових зразки, виготовлені з EVA та POE, використовувалися як еталони.
Перед випробуванням експериментальних зразків на зсув і стиснення їх піддавали впливу ультрафіолетового (UV) опромінення потужністю 40 Вт/м2, за температури 65 C та відносної вологості 10 % протягом до 3000 годин. Візуальний, оптичний, механічний і хімічний аналіз змін був можливий за допомогою кількох інструментів, включаючи мікроскопію, UV-видиму та ближню інфрачервону (IR) спектроскопію, випробування на зсув і стиснення, а також диференційно-скануючу калориметрію, інфрачервону спектроскопію з перетворенням Фур’є та фотоелектронну спектроскопію рентгенівського випромінювання.
Команда дослідників проаналізувала та проранжувала результати. Вони виявили, що найефективнішим варіантом TPO був зразок TPO-3,5, за ним йдуть TPO-UV, TPO-F, EVA та POE.
«В той час як зістарені та зламані ламінати EVA, POE, TPO-F і TPO-UV демонстрували ознаки наявності карбонової кислоти різної інтенсивності, залишків карбонової кислоти на розколотій поверхні TPO-3.5 виявлено не було», — заявила команда.
Крім того, TPO-3.5 мав нижчий індекс текучості розплаву, що означає вищу середню молярну масу порівняно з TPO-F і TPO-UV. «Для зшитого EVA та POE температура випробування вже була в межах діапазону плавлення незшитої, багатої на поліетилен фази цих зшитих пероксидних герметиків», — уточнили вчені.
Команда дійшла висновку, що «отримані результати чітко вказують на те, що в майбутніх дослідженнях слід приділяти особливу увагу герметикам TPO-3.5 для фотоелектричних модулів із подвійним склом».
«Наступним кроком буде оцінка подальшого вологого тепла та УФ-старіння ламінатів із TPO-скла на довгострокову продуктивність», — сказав Тіфенталер, додавши, що позитивні висновки на рівні зразка мають бути підтверджені та досліджені шляхом масштабування до розмірів фотоелектричного модуля.
Результати дослідження були представлені в статті «Вплив ультрафіолетового старіння на роз’єднання подвійних скляних ламінатів на основі різних поперечних зв’язків і термопластичних фотоелектричних герметичних засобів», опублікованому видавництвом Solar Energy Materials and Solar Elements дослідниками з Університету Йоганна Кеплера в Лінці, Лабораторії Крістіана Доплера для накладеного механічного та зовнішнього старіння полімерних гібридних ламінатів і Borealis.
Минулого року інша дослідницька група в Університеті Йоганна Кеплера в Лінці провела тривалі випробування вологим і тепловим режимом подвійних скляних сонячних модулів, виготовлених із застосуванням УФ-прозорих EVA та POE герметичних матеріалів протягом понад 10 000 годин, виявивши кілька переваг використання POE герметичних матеріалів порівняно з матеріалами EVA.
