Die Haltbarkeit und die langfristige Leistung von Photovoltaik (PV)-Folien werden maßgeblich von der Witterungsbeständigkeit beeinflusst. Die Exposition gegenüber einer Reihe von externen Faktoren wie Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und UV-Strahlung kann die Lebensdauer von Photovoltaik-Modulen verkürzen. Das Aufkommen von Additiven mit Silanfunktionalität hat durch die Verbesserung der Witterungsbeständigkeit eine große Revolution in der Anwendung von PV-Folien bewirkt. Dieser Artikel beleuchtet die chemischen Grundlagen, die Filmstabilität und die industriellen Anwendungen von funktionellen Silan-Additiven, die bei der Verbesserung der Witterungsbeständigkeit aus verschiedenen Blickwinkeln eine vielseitige Rolle spielen.
Erkennen von funktionellen Zusatzstoffen in Silan
Organische Verbindungen, die Silangruppen enthalten, die in der Regel aus Silizium- und Wasserstoffatomen bestehen, sind bekannt als silanfunktionelle Zusatzstoffe. PV-Folien können diese Chemikalien zugesetzt werden, um ihre Witterungsbeständigkeit zu verbessern. Durch einen Prozess, der als Silanisierung bezeichnet wird, sind die silanfunktionellen Additive dank ihrer besonderen chemischen Eigenschaften in der Lage, kovalente Bindungen mit der Folienmatrix einzugehen. Die Folie wird durch diese chemische Reaktion stärker vernetzt, was ihre Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflüssen erhöht.
Erhöhte UV-Beständigkeit
Eine der Hauptursachen für die Verschlechterung von PV-Folien ist die UV-Belastung. Ein unzureichender UV-Schutz wurde häufig durch herkömmliche Additive nachgewiesen, was zu Vergilbung, Verlust der Transparenz und verminderter elektrischer Leistung führte. UV-Licht wird von einer Schutzschicht absorbiert und gestreut, die von silanfunktionalen Additiven gebildet wird, die eine Lösung bieten. Die Silangruppen dieser Additive führen photochemische Reaktionen durch, die UV-Photonen einfangen und sie in unschädliche Wärmeenergie umwandeln. Durch die effektive Reduzierung der UV-Strahlung bleiben die optischen und elektrischen Eigenschaften der PV-Folie erhalten.
Erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit
PV-Folien sind anfällig für eine Reihe negativer Folgen des Eindringens von Feuchtigkeit, wie Delaminierung, Korrosion und verminderte elektrische Leistung. Silanfunktionale Additive erhöhen die Widerstandsfähigkeit der Folie gegen Feuchtigkeit, indem sie eine hydrophobe Barriere auf der Oberfläche bilden. Die Silangruppen dieser Additive reagieren mit der Umgebungsfeuchtigkeit und bilden Siloxanbindungen, die die Beschichtung wasserabweisend machen. Da diese hydrophobe Barriere Wasser fernhält, verringert sich die Gefahr von Korrosion und Delamination. Darüber hinaus trägt die verringerte Feuchtigkeitsaufnahme dazu bei, die Dimensionsstabilität des Films zu erhalten, was eine gleichbleibende Leistung über einen langen Zeitraum garantiert.
Widerstandsfähigkeit gegen Oxidation und thermische Stabilität
Temperaturschwankungen können zu einer thermischen Belastung von Photovoltaik-Filmen führen, was eine mechanische Verformung und eine geringere elektrische Leistung zur Folge haben kann. Silanfunktionelle Additive verbessern die Oxidations- und Hitzebeständigkeit von PV-Filmen, was wiederum zu ihrer thermischen Stabilität beiträgt. Die Silangruppen dieser Additive interagieren mit der Folienmatrix und bilden ein stabiles Netzwerk, das hohen Temperaturen standhält. Langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit werden durch die verbesserte Widerstandsfähigkeit der Folie gegen Oxidation und Wärmeabbau aufgrund ihrer vernetzten Struktur gewährleistet.
Verwendungen in der Industrie
Das Geschäft mit PV-Folien hat sich mit der Einführung von funktionellen Silan-Additiven revolutioniert und neue Möglichkeiten für eine Reihe von Anwendungen geschaffen. Diese Additive verbessern die Witterungsbeständigkeit von Verkapselungsfolien, Rückseitenfolien und Vorderseitenfolien, die in der Regel bei der Herstellung von Solarmodulen verwendet werden. Sie werden auch in flexiblen Photovoltaikmodulen verwendet, wo sie die Lebensdauer und Robustheit von Dünnschichtsystemen verlängern. In der gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV) werden funktionelle Silan-Additive auch verwendet, um die Witterungsbeständigkeit von PV-Folien zu verbessern, die in architektonische Elemente integriert werden.
Bei Solarfolienanwendungen haben sich silanfunktionelle Additive als wirksames Mittel zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit erwiesen. Sie verbessern die Oxidationsbeständigkeit, die Feuchtigkeitsbeständigkeit, die UV-Beständigkeit und die thermische Stabilität durch verschiedene chemische Prozesse. Durch den Zusatz dieser Verbindungen werden PV-Folien wesentlich widerstandsfähiger, effektiver und langlebiger, was ihre Eignung für eine Reihe von Umweltszenarien erhöht. Der steigende Bedarf an zuverlässigen und langlebigen Solarenergielösungen wird voraussichtlich die Verwendung von Silanadditiven vorantreiben, die für die Verbesserung der Effizienz und Nachhaltigkeit der Photovoltaik-Technologie von entscheidender Bedeutung sind.
