光伏組件的長期穩(wěn)定性是光伏系統(tǒng)在續(xù)輸出電能的關(guān)鍵。聚合物包裝材料在光伏組件中的化學(xué)穩(wěn)定性是決定光伏組件耐久性的重要因素。

  EVA作為光伏包裝膜的主要材料，對光伏組件具有重要意義。一旦老化，不僅會影響光伏組件的性能，還會導(dǎo)致光伏組件層和起泡。

  EVA 材料老化對光伏組件的性能有什么影響？

  1. 褪色

  光伏組件在運行過程中EVA黃變和棕變會在戶外環(huán)境中長期暴露。變色使顏色變化EVA透光率下降，光伏電池光電流下降，終導(dǎo)致光伏組件功率損失。

  這種現(xiàn)象的主要原因是隨著溫度的升高，EVA隨著不飽和多烯烴化合物的積累，封裝材料的化學(xué)成分在 紫外線和滲入水的共同作用下發(fā)生變化，產(chǎn)生不飽和多烯烴生色團(tuán)，EVA顏色會逐漸加深，從淺黃色到深棕色。

  2. 分層

  EVA降解導(dǎo)致粘附力下降和分層，導(dǎo)致蓋玻璃與太陽能電池和（或）太陽能電池與背板材料之間的粘附力喪失。光伏組件的分層會增加光反射、滲水率、輸出功率損失和對整個系統(tǒng)的危害。

  除工藝因素外，導(dǎo)致分層的因素很多，EVA老化是使用過程中的主要原因，EVA老化使界面鍵發(fā)生破壞，導(dǎo)致EVA光、熱、氧、水等因素在與其他層形成間隙中起著重要作用，一般濕熱氣候會加速分層。

  3. 起泡

  起泡是一個類似于分層的過程，因為EVA缺乏附著力，影響面積小。氣泡的產(chǎn)生是由于化學(xué)反應(yīng)釋放的氣體，通常出現(xiàn)在模塊的后部，并聚集在包裝中，但偶爾出現(xiàn)在玻璃和電池之間的前部

  起泡，由于電池內(nèi)溫度高，經(jīng)常會出現(xiàn)氣泡，EVA附著力不同。氣泡抑制電池散熱，增加過熱，降低組件使用壽命，減少光伏模塊對陽光的吸收，增加陽光的反射。

    EVA 材料如何抗衰老？

  1. 添加無機顆粒抗老化

  添加無機顆粒是提升EVA耐老化的方法之一。將酸功能化石墨烯納米片引入EVA中做增強體，制得EVA/GNP 復(fù)合膜包裝染料敏化電池可延長設(shè)備使用壽命。

  將稀土Y2SiO5：Ce3 、Yb3 加入到 EVA 在不影響透光率和電絕緣的前提下，可以改善 EVA 的導(dǎo)熱性和粘結(jié)性使氧氣和水分無法進(jìn)入，從而提高了包裝材料的熱穩(wěn)定性。

  氧化石墨烯制備EVA/GO納米復(fù)合膜，這種膜具有很好的防水結(jié)構(gòu)，并且對氧不具有滲透性，因此抗老化性能得到提高，氧化石墨烯的極性基團(tuán)和醋酸乙烯酯基團(tuán)相互作用，提高了界面粘結(jié)性。

  另外，在EVA加入封裝材料BN、SiC、ZnO高導(dǎo)熱性無機顆粒可防止光伏組件局部熱聚集，從而提高組件的熱穩(wěn)定性。

  2. 添加助劑抗衰老

  可以減少抗氧化劑、光穩(wěn)定劑等添加劑EVA包裝材料的氧化分解速度，提高耐熱氧老化、耐紫外線老化、耐濕熱老化。

  芳香胺自由基的抗氧化劑，如芳香胺和受阻酚，稱為主抗氧化劑，含磷或硫的有機化合物能分解氫過氧化物，稱為輔助抗氧化劑。

  結(jié)果表明，單獨使用苯酚抗氧化劑可有效抑制黃變，好與亞磷酸抗氧化劑復(fù)合使用。

  高分子材料吸收光線能量，引起自動氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物的降解，使得制品變色、發(fā)脆、性能下降，以致無法使用。凡是能抑制或減緩這一過程所加入的物質(zhì)稱為光穩(wěn)定劑。光穩(wěn)定劑根據(jù)機理不同，又分為光屏蔽劑、紫外線吸收劑、淬滅劑和受阻胺光穩(wěn)定劑四類。

  紫外線吸收劑是光穩(wěn)定劑中使用非常早、用量非常大的一種。紫外線通過分子重排轉(zhuǎn)化為熱或無害的低能輻射。根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分，主要包括二苯甲酮、水楊酸酯、苯并三唑、丙烯腈替代、三嗪等。二苯甲酮和苯并三唑是塑料中使用非常多的。

  二苯甲酮紫外線吸收劑

  一般來說，與單一穩(wěn)定劑相比，復(fù)合穩(wěn)定劑的協(xié)同作用更低EVA 老化率。

  此外，添加光頻轉(zhuǎn)換材料可以照射到EVA表面紫外線轉(zhuǎn)化為可見光，減少EVA 老化率提高光伏組件的光電轉(zhuǎn)化效率。

  3. 交聯(lián)抗衰老

  交聯(lián)已被證實是改進(jìn)EVA 薄膜耐老化性的有效方法，交聯(lián)可以使EVA形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

  EVA 交聯(lián)的方法有很多種。有機過氧化物是非常常用的交聯(lián)劑。有機過氧化物在一定溫度下分解產(chǎn)生的自由基攻擊EVA 分子鏈產(chǎn)生自由基鏈，兩個自由基鏈結(jié)合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

  交聯(lián)度是EVA如果交聯(lián)度過高， 封裝材料的重要技術(shù)指標(biāo)EVA 變脆，不能抵抗外界沖擊，不能保護(hù)硅片。

  如果交聯(lián)度過低，耐老化性降低，交聯(lián)度應(yīng)控制在70%。將硝酸碳黑加入 EVA 中，電子束輻照和過氧化物分別交聯(lián)，表明交聯(lián)度分別達(dá)到82 %和93 %，提高了材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。