Gelişen fotovoltaik endüstrisinde EVA, önemli bir fotovoltaik malzeme olarak büyük ilgi görmüştür. EVA, VA içeriğinin 25% - 40% aralığında olduğu bir etilen ve vinil asetat kopolimeridir. Esasen sıcakta eriyen bir yapıştırıcıdır. Oda sıcaklığında yapışkan değildir ve yapışkanlık önleyicidir, bu da işlenmediğinde nispeten stabil kalmasını sağlayarak depolanmasını ve taşınmasını kolaylaştırır. Belirli koşullar altında ısı ile preslendiğinde sihir gerçekleşir: erir, çapraz bağlanır ve sertleşir, sonunda tamamen şeffaf bir maddeye dönüşür. Bu kürlenmiş EVA cama sıkıca bağlanır, bu da camın ışık geçirgenliğini büyük ölçüde artırır, böylece güneş modüllerinin çıkış şeffaflığını iyileştirmede vazgeçilmez bir rol oynar. Kalınlığı genellikle 0,4 mm ile 0,6 mm arasındadır, düz bir yüzeye ve düzgün bir kalınlığa sahiptir. Ayrıca içinde 150°C kürleme sıcaklığında başarılı bir şekilde çapraz bağlanabilen bir çapraz bağlama maddesi içerir ve ekstrüzyon kalıplama işlemi ile stabil bir yapışkan tabaka oluşturulabilir.
Tarihsel olarak, fotovoltaik malzemelerin ilk günlerinde, araştırmacılar çeşitli polimer kombinasyonlarını denemiş ve EVA benzersiz özellikleri nedeniyle ön plana çıkmıştır. Örneğin, EVA ilk olarak bazı küçük ölçekli güneş enerjisi projelerinde kullanılmış ve performansının optimizasyonu henüz emekleme aşamasında olmasına rağmen, cam gibi malzemelerle birlikte ışık iletimini iyileştirme potansiyeli göstermiştir.
Performans açısından analiz edildiğinde, EVA bir dizi olağanüstü özelliğe sahiptir. Tıpkı kauçuk gibi son derece esnektir ve kırılmadan belirli bir dereceye kadar bükülebilir, bu da iç bileşenleri farklı kurulum ortamlarında ve dış darbeler karşısında korumasını sağlar. Darbe direnci de küçümsenmemelidir, harici bir nesnenin çarpması durumunda güneş modülünde ciddi hasarı önlemek için enerji emilebilir ve dağıtılabilir. Esnekliği, küçük deformasyonlardan hızla kurtulmasını sağlayarak malzemenin stabilitesini garanti eder. Optik şeffaflık fotovoltaik alanında önemli bir avantajdır, maksimum ışık iletimi sağlar, ışık kaybını azaltır ve fotoelektrik dönüşüm verimliliğini artırır. Düşük sıcaklık ortamında, güneş enerjisi tesislerinin kurulumunun bazı soğuk alanları için önemli olan iyi esnekliği hala koruyabilir. Yapışkan özellikleri, sağlam bir modül yapısı oluşturmak için çok çeşitli malzemelerle bağlanmasına izin verir. Çevresel stres çatlama direnci, çatlakların kolayca ortaya çıkmamasını ve rüzgar ve kum erozyonu ve şiddetli sıcaklık değişiklikleri gibi karmaşık ve değişen doğal ortamlarda performansı etkilememesini sağlar. Hava koşullarına dayanıklılık, uzun süre doğrudan güneş ışığına, yağmura, rüzgara ve kara ve diğer sert iklim koşullarına dayanmasını sağlar. Kimyasal direnç, bazı kimyasal maddelere maruz kaldığında kimyasal reaksiyon oluşmamasını ve performans düşüşüne yol açmamasını sağlar. Isıl yapışabilirlik, üretim sürecinde kapsülleme işlemlerini kolaylaştırır ve üretim verimliliğini artırır.
EVA'nın özellikleri, erime indeksi MI ile karakterize edilen moleküler ağırlık ve VA olarak ifade edilen vinil asetat içeriği ile yakından ilişkilidir. MI sabit kaldığında, VA içeriğindeki bir artış EVA'ya daha fazla 'güç' enjekte etme işlevi görerek elastikiyet, esneklik, yapışma, uyumluluk ve şeffaflığın artmasına neden olur. Tersine, VA içeriği azalırsa, EVA kademeli olarak polietilenin performans özelliklerine yaklaşır. VA içeriği belirlendiğinde, MI'daki bir azalma daha düşük bir yumuşama noktası, gelişmiş işlenebilirlik ve yüzey parlaklığı ile sonuçlanır, ancak moleküler ağırlıktaki bir artış darbe direncini ve stres çatlamasını artırmasına rağmen mukavemette bir azalma olur.
VA içeriği sınıflandırması açısından, farklı içerik aralıklarındaki EVA'lar çok farklı uygulamalara sahiptir. Örneğin, 5% ila 15% VA içeriğine sahip EVA, nispeten yüksek sertliği ve esnekliği nedeniyle tarım filmlerinde yaygın olarak kullanılır, mahsullere iyi yalıtım ve nem tutma sağlarken belirli bir dayanıklılık derecesi sunar; ürünleri dış kirlenmeden ve küçük darbelerden korumak için ambalaj filmlerinde; ve kabloların iç iletkenlerini etkili bir şekilde yalıtmak ve korumak için kablo kılıflarında. Kablo kılıfında kullanıldığında, kablonun içindeki iletkeni etkili bir şekilde yalıtabilir ve koruyabilir. VA içeriği 15% ila 40% aralığında olduğunda, esnekliği ve yapışması daha da geliştirilir, bu nedenle genellikle ayakkabı tabanlarının üretiminde kullanılır, rahat ayak hissi ve iyi kayma önleyici performans sağlar; sızdırmazlık şeritleri alanında, boşlukları sıkıca doldurabilir ve sızdırmazlık ve su yalıtımı, ses yalıtımı vb. rol oynayabilir; köpük üretiminde.Köpük üretiminde, iyi yastıklama performansına sahip malzemeler yapabilir ve bir dizi malzeme ile iyi bağlanma performansı nedeniyle, çeşitli sıcak eriyik malzemeler yapmak için kullanılabilen çeşitli sıcak eriyik malzemeler haline de getirilebilir. Köpük üretiminde, iyi yastıklama performansına sahip malzemeler üretebilir ve birçok malzeme ile iyi yapışma performansı nedeniyle, endüstriyel üretimde yapıştırma işleminde kullanılan çeşitli sıcak eriyik yapıştırıcılar haline de getirilebilirken, 40% ila 70% VA içeriğine sahip EVA, esas olarak plastik işleme için bir değiştirici olarak kullanılır, bu da tokluğu artırmak, darbe direncini artırmak ve benzeri gibi diğer plastiklerin performansını artırabilir. 70% ila 95% VA içeriğine sahip EVA, emülsiyon olarak satılır ve kaplamalar için iyi yapışma ve esneklik sağlamak için boya formülasyonunda ve su direncini, aşınma direncini ve esnekliğini artırmak için kağıt ve kumaş kaplamalarda kullanıldığında kullanılır.
Sıcaklığın EVA'nın yapışması üzerinde kritik bir etkisi vardır ve bu da parçanın performansı ve hizmet ömrü üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. EVA, erimiş haldeyken kristal silikon güneş pili levhalarına, cama ve TPT'ye hem fiziksel hem de kimyasal bağlanma mekanizmalarıyla bağlanır. Modifiye edilmemiş EVA şeffaf, yumuşak bir görünüme, sıcak eriyik yapışkanlığına, düşük eriyik sıcaklıklarına ve iyi eriyik akışına sahiptir, bunların tümü onu ilk uygulamalar için avantajlı kılar. Bununla birlikte, aynı zamanda belirgin kusurları, zayıf ısı direnci, yüksek sıcaklıklarda deforme olması kolay, büyük uzama ve elastikiyet eksikliği, düşük yapışma mukavemeti, zayıf sürünme direnci vardır. Bu, sürecin gerçek kullanımıyla sonuçlanır, çip parçalanmasının termal genleşme ve büzülme fenomeni nedeniyle kolaydır, bu da yapışkan delaminasyonuna ve diğer ciddi sorunlara yol açar, bu da şüphesiz güneş modüllerinin performansını ve hizmet ömrünü büyük ölçüde azaltacaktır.
Bu sorunları çözmek için kimyasal çapraz bağlama yöntemi ortaya çıkmıştır. EVA'ya organik peroksit çapraz bağlama maddesi eklenir, EVA belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında, çapraz bağlama maddesi serbest radikaller üretmek için ayrışır, bu serbest radikaller bir 'bağlantı habercisi' gibidir, EVA moleküllerinin kombinasyonunu tetikler ve kademeli olarak üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturur, bu da sonuçta EVA yapışkan tabakasının çapraz bağlanmasına ve kürlenmesine yol açar. Çapraz bağlanma derecesi yüzde 60'tan fazla olduğunda, EVA atmosferik değişikliklere daha iyi dayanabilir ve termal genleşme ve daralma olgusu etkili bir şekilde engellenir. Bununla birlikte, teorik çalışmalara ve birçok pratik deneyime göre, çapraz bağlanma derecesinin ne kadar yüksek olursa o kadar iyi olmadığı unutulmamalıdır, EVA'nın geçirgenliği iyileştirilecek olsa da, çapraz bağlanma derecesi ne kadar yüksek olursa, bileşenin genel çıkış gücü de buna göre artacaktır, laminasyon işleminin parametrelerinin dikkatli bir şekilde ayarlanmasından sonra, EVA'nın çapraz bağlanma derecesi maksimum yüzde 95 - 98'e ulaşabilir, ancak şu anda üretim sürecinin uygulanmasında çatlama riski keskin bir şekilde artacaktır. Öte yandan, düşük çapraz bağlanma derecesine sahip EVA, cam ve arka tabakalarla delaminasyona eğilimlidir, bu da iç devrelerin mekanik özelliklerinde önemli bir azalmaya yol açar. Şu anda, çok sayıda deneme ve yanılmadan sonra, üreticiler genellikle 85% civarında bir çapraz bağlama seviyesinin performans ve risk minimizasyonu arasında optimum denge olduğu konusunda hemfikirdir.
EVA ayrıca UV kesme açısından benzersiz bir performansa sahiptir. Güneş ışığının yoğunluğu, 0.7nm - 280nm ışığın dünyaya zorlukla ulaştığı, UV bölgesinde 280nm - 400nm, görünür aralıkta 400nm - 750nm ve kızılötesinde 750nm - 3000nm ile düzenli bir şekilde dağıtılır. Foster F406 gibi mevcut EVA ürünleri düşük bir UV kesme özelliğine sahipken, diğer üreticiler tarafından üretilen EVA'ların çoğu 360nm - 380nm UV kesme özelliğine sahiptir, bu da EVA'nın kendisinin belirli bir UV kesme özelliğine sahip olduğunu gösterir. UV kesme, UV ışığını emen ve yayılacak ısıya dönüştüren ve böylece güneş modülünü aşırı UV hasarından koruyan EVA içindeki UV emicilere dayanır. Bununla birlikte, EVA malzeme araştırmaları alanında bir gizem haline gelen UV emicilerin ömrü hakkında ayrıntılı ve doğru veri eksikliği vardır. UV emici başarısız olduğunda, EVA uzun süre UV ışığına maruz kalmanın bir sonucu olarak sararma gibi özellik değişikliklerine uğrayabilir.
EVA'nın çapraz bağlanma reaksiyonu, performans artışının önemli bir parçasıdır, çünkü EVA film, termoset sıcakta eriyen bir yapıştırıcı olarak, ısıtma işlemi sırasında bir termoset jel reçinesi oluşturmak için çapraz bağlanma reaksiyonuna girer. Laminasyondan önce, EVA film doğrusal bir makromoleküler yapıya sahiptir. Isıtıldığında, çapraz bağlama maddesi parçalanarak EVA molekülleri arasında moleküller arası reaksiyonları tetikleyen reaktif serbest radikaller oluşturur ve molekülleri kademeli olarak bağlayarak bir ağ yapısı oluşturur. Bu ağ benzeri yapı, EVA'nın mekanik özelliklerini büyük ölçüde geliştirerek daha sağlam ve dayanıklı hale getiren katı bir 'örümcek ağı' gibidir; ısı direnci önemli ölçüde geliştirilerek daha yüksek sıcaklıklarda istikrarlı bir şekilde çalışması sağlanmıştır; solvent direnci geliştirilerek kimyasal solventler tarafından erozyona karşı daha az duyarlı hale getirilmiştir; ve yaşlanma direnci geliştirilerek uzun süreler boyunca kullanılması sağlanmıştır ve yaşlanma direnci de uzun süreler boyunca istikrarlı performansı korumak için geliştirilmiştir.
EVA filmler, EVA gövdesi, çapraz bağlama maddesi sistemi (hem çapraz bağlama başlatıcısını hem de çapraz bağlama maddesini kapsar), polimerizasyon engelleme maddesi, ısı stabilizatörü, ışık stabilizatörü, silan bağlama maddesi ve diğer bileşenler dahil olmak üzere bir dizi bileşenden oluşur. Bu bileşenler EVA'nın performansını belirlemek için birbirleriyle sinerjik olarak çalışır. Örneğin, çapraz bağlama maddesi sistemi, EVA'nın örgü yapısını oluşturan ısıtıldığında çapraz bağlama reaksiyonunu başlatmaktan sorumludur; ısı dengeleyici EVA'yı yüksek sıcaklıklarda aşırı ayrışma veya deformasyondan korur; ışık dengeleyici EVA'yı ultraviyole ve diğer ışık ışınlarının neden olduğu hasardan korumaya yardımcı olur; ve silan birleştirme maddesi EVA ile diğer malzemeler arasındaki bağın gücünü artırmada önemli bir rol oynar.
Uygulamada EVA bir dizi arızaya maruz kalmaktadır. Sararma en yaygın sorunlardan biridir ve başlıca iki faktörden kaynaklanır. Bir yandan, katkı sistemi sararmayı tetiklemek için birbiriyle reaksiyona girer, bu da dahili bir 'kimyasal reaksiyon kavgası' gibidir, farklı katkı maddeleri arasında istenmeyen bir kimyasal reaksiyon, böylece EVA'nın rengini ve performansını değiştirir; diğer yandan, EVA molekülü oksijen ve ışık koşulları altındadır ve kendi de-asetilasyon reaksiyonu sararmaya yol açar. Bu nedenle, EVA formülasyonlarının tasarımı, EVA'nın sararma önleyici performansını doğrudan belirlediği için büyük önem taşımaktadır. Kabarcıklar göz ardı edilmemelidir, EVA kabarcıklarının iç bileşenlerinden biri, EVA katkı sistemi, diğer malzemelerin ve EVA'nın eşleşme derecesi ve laminasyon işlemi ve çeşitli diğer faktörlerle yakından ilgili olan zamanında pompalanamaması nedeniyle oluşur; diğeri, üretilen kabarcıkların laminasyonundaki malzemeler arasında zayıf bir eşleşmedir, bu tıpkı ortakların 'kişiliği' olan iki 'kişilik' ortağın bir araya gelmesi gibidir. Bu tıpkı 'uyumsuz kişiliklere' sahip iki ortağın zorla bir araya getirilmesi gibidir ve kaçınılmaz olarak çelişkiler ve sorunlar üretecektir. Delaminasyon fenomeni de zaman zaman meydana gelir ve arka panel delaminasyonu, niteliksiz çapraz bağlanma derecesi veya arka panel ile zayıf bağlanma mukavemetinden kaynaklanabilir; ve cam delaminasyonu silan bağlama maddesi sorunları, cam yüzeyinin temiz olmaması veya niteliksiz çapraz bağlanma derecesi ve diğer nedenler olabilir.
Özetle, fotovoltaik bir malzeme olarak EVA, birçok mükemmel özelliğe sahip olmasına rağmen güneş modüllerinde son derece önemli bir rol oynamaktadır, ancak aynı zamanda bazı zorluklar ve sorunlarla da karşı karşıyadır. Bilim ve teknolojinin sürekli ilerlemesi ve derinlemesine araştırmalarla, gelecekte EVA'nın performansının daha da optimize edileceğine ve fotovoltaik alanın yanı sıra diğer ilgili alanlardaki uygulamasının daha kapsamlı ve derinlemesine olacağına ve küresel enerji geçişine ve sürdürülebilir kalkınmaya katkıda bulunacağına inanılmaktadır. Aynı zamanda, EVA malzemeleri üzerine yapılan araştırmalar, tüm malzeme bilimi alanının gelişimini desteklemeye devam edecek ve daha fazla yeni malzemenin doğmasına ve uygulanmasına yol açacaktır.