Dalam industri fotovoltaik yang sedang berkembang pesat, EVA telah menarik banyak perhatian sebagai bahan fotovoltaik utama. Yang disebut EVA adalah kopolimer etilena dan vinil asetat, di mana kandungan VA berada dalam kisaran 25% - 40%. Ini pada dasarnya adalah perekat lelehan panas. Pada suhu kamar, ini non-perekat dan anti-perekat, yang memungkinkannya untuk tetap relatif stabil apabila tidak dirawat, sehingga mudah disimpan dan diangkut. Ketika ditekan dengan panas dalam kondisi tertentu, keajaiban terjadi: meleleh dan menyatu serta mengering, yang pada akhirnya berubah menjadi zat yang benar-benar transparan. EVA yang diawetkan ini terikat erat pada kaca, yang sangat meningkatkan transmisi cahaya kaca, sehingga memainkan peran yang sangat diperlukan dalam meningkatkan transparansi keluaran modul surya. Ketebalannya biasanya antara 0.4mm dan 0.6mm, dengan permukaan rata dan ketebalan yang seragam. Ini juga mengandung zat penghubung silang di dalamnya, yang dapat berhasil dihubungkan silang pada suhu pengawetan 150 ° C, dan lapisan perekat yang stabil dapat dibentuk melalui proses pencetakan ekstrusi.
Secara historis, pada masa-masa awal bahan fotovoltaik, para peneliti bereksperimen dengan berbagai kombinasi polimer, dengan EVA menjadi yang terdepan karena sifatnya yang unik. Sebagai contoh, EVA pertama kali digunakan dalam beberapa proyek surya skala kecil awal, dan meskipun optimalisasi kinerjanya masih dalam tahap awal, EVA telah menunjukkan potensi untuk meningkatkan transmisi cahaya dalam kombinasi dengan bahan seperti kaca.
Jika dianalisis dari perspektif kinerja, EVA memiliki sejumlah sifat yang luar biasa. Ini sangat fleksibel, seperti karet, dan dapat menekuk sampai batas tertentu tanpa putus, yang memungkinkannya untuk melindungi komponen internal di lingkungan instalasi yang berbeda dan dalam menghadapi dampak eksternal. Ketahanan benturannya juga tidak bisa dianggap remeh, jika terjadi benturan benda eksternal dapat diserap dan disebarkan energi, untuk menghindari kerusakan serius pada modul surya. Elastisitasnya memungkinkannya pulih dengan cepat dari deformasi kecil, memastikan stabilitas material. Transparansi optik adalah keuntungan penting di bidang fotovoltaik, memungkinkan transmisi cahaya maksimum, mengurangi kehilangan cahaya, dan meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik. Dalam lingkungan bersuhu rendah, bahan ini masih dapat mempertahankan fleksibilitas yang baik, yang penting untuk beberapa area dingin pada instalasi fasilitas energi surya. Sifat perekatnya memungkinkannya untuk berikatan dengan berbagai macam bahan untuk membangun struktur modul yang solid. Ketahanan retak akibat tekanan lingkungan memastikan bahwa retakan tidak akan mudah muncul dan memengaruhi kinerja di lingkungan alam yang kompleks dan berubah, seperti erosi angin dan pasir serta perubahan suhu yang drastis. Ketahanan terhadap cuaca memungkinkannya untuk bertahan dalam waktu lama di bawah sinar matahari langsung, hujan, angin dan salju, dan kondisi iklim yang keras lainnya. Ketahanan kimiawi memastikan bahwa ketika terpapar beberapa zat kimia, tidak ada reaksi kimia yang akan terjadi dan menyebabkan penurunan kinerja. Daya tutup panas memfasilitasi operasi enkapsulasi selama proses produksi dan meningkatkan efisiensi produksi.
Sifat-sifat EVA berkaitan erat dengan berat molekul, yang dicirikan oleh indeks leleh MI, dan kandungan vinil asetat, yang dinyatakan sebagai VA. Ketika MI tetap konstan, peningkatan kandungan VA bertindak sebagai suntikan lebih banyak 'kekuatan' ke dalam EVA, menghasilkan elastisitas, fleksibilitas, daya rekat, kompatibilitas, dan transparansi yang lebih baik. Sebaliknya, jika kandungan VA menurun, EVA secara bertahap menyatu dengan karakteristik kinerja polietilena. Ketika konten VA ditentukan, penurunan MI menghasilkan titik pelunakan yang lebih rendah, kemampuan proses yang lebih baik, dan kilap permukaan, tetapi penurunan kekuatan, meskipun peningkatan berat molekul meningkatkan ketahanan benturan dan retak tegangan.
Dalam hal klasifikasi konten VA, EVA dalam rentang konten yang berbeda memiliki aplikasi yang sangat berbeda. Misalnya, EVA dengan kandungan VA 5% hingga 15% banyak digunakan dalam film pertanian karena kekerasan dan fleksibilitasnya yang relatif tinggi, memberikan tanaman dengan insulasi yang baik dan retensi kelembapan sambil menawarkan tingkat daya tahan tertentu; dalam film kemasan untuk melindungi produk dari kontaminasi eksternal dan benturan ringan; dan dalam jaket kabel untuk secara efektif mengisolasi dan melindungi konduktor internal kabel. Ketika digunakan dalam pelapis kabel, ini dapat secara efektif mengisolasi dan melindungi konduktor di dalam kabel. Ketika konten VA berada dalam kisaran 15% hingga 40%, fleksibilitas dan daya rekatnya semakin ditingkatkan, sehingga sering digunakan dalam pembuatan sol sepatu, memberikan rasa nyaman pada kaki dan kinerja anti selip yang baik; di bidang strip penyegelan, ia dapat dengan erat mengisi celah dan memainkan peran penyegelan dan kedap air, insulasi suara, dll.Dalam produksi busa, dapat membuat bahan dengan kinerja bantalan yang baik, dan karena kinerja ikatannya yang baik dengan sejumlah bahan, juga dapat dibuat menjadi berbagai bahan lelehan panas, yang dapat digunakan untuk membuat berbagai bahan lelehan panas. Dalam produksi busa, dapat menghasilkan bahan dengan kinerja bantalan yang baik, dan karena kinerja pengikatannya yang baik dengan banyak bahan, juga dapat dibuat menjadi berbagai perekat lelehan panas yang digunakan dalam proses pengikatan dalam produksi industri, sedangkan EVA dengan kandungan VA 40% hingga 70% terutama digunakan sebagai pengubah untuk pemrosesan plastik, yang dapat meningkatkan kinerja plastik lain, seperti meningkatkan ketangguhan, meningkatkan ketahanan benturan, dan sebagainya. EVA dengan kandungan VA 70% hingga 95% dijual sebagai emulsi dan digunakan dalam formulasi cat untuk memberikan daya rekat dan fleksibilitas yang baik untuk pelapis, dan bila digunakan pada pelapis kertas dan kain untuk meningkatkan ketahanan air, ketahanan abrasi, dan fleksibilitasnya.
Suhu memiliki efek penting pada daya rekat EVA, yang pada gilirannya berdampak langsung pada kinerja dan masa pakai komponen. Dalam keadaan cair, EVA berikatan dengan wafer sel surya silikon kristal, kaca, dan TPT melalui mekanisme ikatan fisik dan kimia. EVA yang tidak dimodifikasi memiliki tampilan yang transparan, lembut, daya rekat lelehan panas, suhu leleh rendah, dan aliran leleh yang baik, yang semuanya menguntungkan untuk aplikasi awal. Namun, ia juga memiliki cacat yang jelas, ketahanan panas yang buruk, mudah berubah bentuk pada suhu tinggi, perpanjangan yang besar dan kurangnya elastisitas, kekuatan kohesif yang rendah, ketahanan mulur yang buruk. Hal ini mengakibatkan penggunaan proses yang sebenarnya, mudah karena fenomena ekspansi termal dan kontraksi fragmentasi chip, yang pada gilirannya menyebabkan delaminasi perekat dan masalah serius lainnya, yang tidak diragukan lagi akan sangat mengurangi kinerja dan masa pakai modul surya.
Untuk mengatasi masalah ini, metode penghubung silang kimia muncul. Agen penghubung silang peroksida organik ditambahkan ke EVA, ketika EVA dipanaskan hingga suhu tertentu, agen penghubung silang akan terurai untuk menghasilkan radikal bebas, radikal bebas ini seperti 'pembawa pesan koneksi', memicu kombinasi molekul EVA, dan secara bertahap membentuk struktur jaring tiga dimensi, yang pada akhirnya mengarah pada pengikatan silang lapisan perekat EVA dan pengawetan. Ketika tingkat ikatan silang mencapai lebih dari 60 persen, EVA mampu menahan perubahan atmosfer dengan lebih baik dan fenomena ekspansi dan kontraksi termal dapat dikekang secara efektif. Namun, perlu dicatat bahwa tingkat ikatan silang tidak semakin tinggi semakin baik, menurut studi teoritis dan banyak pengalaman praktis menunjukkan bahwa semakin tinggi tingkat ikatan silang, meskipun transmitansi EVA akan ditingkatkan, daya keluaran keseluruhan komponen juga akan meningkat sesuai, setelah penyesuaian yang cermat terhadap parameter proses laminasi, tingkat ikatan silang EVA dapat mencapai maksimum 95 - 98 persen, namun pada saat ini dalam penerapan proses produksi risiko retak akan meningkat tajam. Di sisi lain, EVA dengan tingkat ikatan silang yang rendah rentan terhadap delaminasi dengan kaca dan lembar belakang, yang mengarah pada penurunan yang signifikan dalam sifat mekanik dari sirkuit internal itu sendiri. Saat ini, setelah banyak melakukan uji coba, produsen umumnya setuju bahwa tingkat ikatan silang sekitar 85% adalah keseimbangan optimal antara kinerja dan minimalisasi risiko.
EVA juga memiliki performa yang unik dalam hal pemutusan sinar UV. Intensitas sinar matahari didistribusikan dalam pola yang teratur, dengan 0,7nm - 280nm cahaya yang nyaris tidak mencapai bumi, 280nm - 400nm di wilayah UV, 400nm - 750nm dalam kisaran yang terlihat, dan 750nm - 3000nm dalam inframerah. Produk EVA yang ada saat ini, seperti Foster F406, memiliki cut-off UV yang rendah, sementara sebagian besar EVA yang diproduksi oleh produsen lain memiliki cut-off UV 360nm - 380nm, yang mengindikasikan bahwa EVA itu sendiri memiliki kemampuan cut-off UV tertentu. Cut-off UV bergantung pada peredam UV di dalam EVA, yang menyerap sinar UV dan mengubahnya menjadi panas yang akan dipancarkan, sehingga melindungi modul surya dari kerusakan akibat sinar UV yang berlebihan. Namun, ada kekurangan data yang rinci dan akurat tentang umur penyerap UV, yang telah menjadi misteri di bidang penelitian bahan EVA. Setelah penyerap UV gagal, EVA dapat mengalami perubahan sifat, seperti menguning, sebagai akibat dari paparan sinar UV yang berkepanjangan.
Reaksi ikatan silang EVA adalah bagian penting dari peningkatan kinerjanya, karena film EVA, sebagai perekat lelehan panas termoseting, mengalami reaksi ikatan silang selama proses pemanasan untuk membentuk resin gel termoseting. Sebelum laminasi, film EVA memiliki struktur makromolekul linier. Saat dipanaskan, zat penghubung silang terurai untuk membentuk radikal bebas reaktif, yang memicu reaksi antarmolekul di antara molekul-molekul EVA, yang secara bertahap menghubungkan molekul-molekul tersebut untuk membentuk struktur jaring. Struktur seperti jaring ini seperti 'jaring laba-laba' padat, yang sangat meningkatkan sifat mekanik EVA, membuatnya lebih kuat dan tahan lama; ketahanan panas telah ditingkatkan secara signifikan, memungkinkannya bekerja secara stabil pada suhu yang lebih tinggi; ketahanan pelarut telah ditingkatkan, sehingga tidak terlalu rentan terhadap erosi oleh pelarut kimiawi; dan ketahanan terhadap penuaan telah ditingkatkan, sehingga dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama dan Ketahanan penuaan juga telah ditingkatkan untuk mempertahankan kinerja yang stabil dalam jangka waktu yang lama.
Film EVA terdiri dari sejumlah komponen, termasuk badan EVA, sistem agen pengikat silang (meliputi inisiator pengikat silang dan agen pengikat silang), agen penghambat polimerisasi, penstabil panas, penstabil cahaya, agen penghubung silan, dan komponen lainnya. Komponen-komponen ini bekerja secara sinergis satu sama lain untuk menentukan kinerja EVA. Sebagai contoh, sistem agen penghubung silang bertanggung jawab untuk memulai reaksi penghubung silang saat dipanaskan, yang membangun struktur jaring EVA; penstabil panas melindungi EVA dari dekomposisi atau deformasi yang berlebihan pada suhu tinggi; penstabil cahaya membantu melindungi EVA dari kerusakan yang disebabkan oleh sinar ultraviolet dan sinar cahaya lainnya; dan agen penghubung silan memainkan peran penting dalam meningkatkan kekuatan ikatan antara EVA dan bahan lainnya.
Dalam praktiknya, EVA dapat mengalami sejumlah kegagalan. Menguning adalah salah satu masalah yang lebih umum, terutama disebabkan oleh dua faktor. Di satu sisi, sistem aditif bereaksi satu sama lain untuk memicu penguningan, yang seperti 'huru-hara reaksi kimia' internal, reaksi kimia yang tidak diinginkan antara aditif yang berbeda, sehingga mengubah warna dan kinerja EVA; di sisi lain, molekul EVA berada dalam kondisi oksigen dan cahaya, dan reaksi de-asetilasi sendiri menyebabkan penguningan. Oleh karena itu, desain formulasi EVA sangat penting, karena secara langsung menentukan kinerja anti-menguning EVA. Gelembung tidak boleh diabaikan, salah satu komponen internal gelembung EVA yang dihasilkan oleh kegagalan memompa keluar tepat waktu, yang terkait erat dengan sistem aditif EVA, tingkat pencocokan bahan lain dan EVA dan proses laminasi dan berbagai faktor lainnya; yang lainnya adalah kecocokan yang buruk antara bahan dalam laminasi gelembung yang dihasilkan, yang seperti dua mitra 'kepribadian' yang dipaksakan bersama, yang merupakan 'kepribadian' dari para mitra. Ini seperti dua pasangan dengan 'kepribadian yang tidak cocok' yang dipaksakan untuk digabungkan bersama, yang pasti akan menghasilkan kontradiksi dan masalah. Fenomena delaminasi juga terjadi dari waktu ke waktu, dan delaminasi bidang belakang mungkin disebabkan oleh tingkat ikatan silang yang tidak memenuhi syarat atau kekuatan ikatan yang buruk dengan bidang belakang; dan delaminasi kaca mungkin karena masalah agen penghubung silan, permukaan kaca tidak bersih atau tingkat ikatan silang yang tidak memenuhi syarat dan alasan lainnya.
Singkatnya, EVA sebagai bahan fotovoltaik memainkan peran yang sangat penting dalam modul surya, meskipun memiliki banyak sifat yang sangat baik, tetapi juga menghadapi beberapa tantangan dan masalah. Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan dan penelitian yang mendalam, diyakini bahwa di masa depan, kinerja EVA akan semakin dioptimalkan, dan penerapannya di bidang fotovoltaik serta bidang terkait lainnya akan semakin luas dan mendalam, berkontribusi pada transisi energi global dan pembangunan berkelanjutan. Pada saat yang sama, penelitian tentang bahan EVA akan terus mempromosikan pengembangan seluruh bidang ilmu material, yang mengarah pada kelahiran dan penerapan lebih banyak bahan baru.