Basischarakterisierung und Alterungsverhalten von Polymerwerkstoffen für die Einkapselung von Photovoltaik-Modulen

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Folien, die zur Einkapselung von Photovoltaik (PV)-Modulen dienen, hinsichtlich ihrer generellen Eignung und Alterungsbeständigkeit charakterisiert. Es wurden insgesamt 6 verschiedene Folien, darunter Mehrschichtfolien, untersucht und analysiert. Als Einbettungsmaterial wurden Ethylenvinylacetat (EVA) und 2 Typen des ionisierten Ethylen-Acrylsäurecopolymers (Ionomer) ausgewählt. Eine coextrudierte Polymethylmethycrylat (PMMA)/Polyvinylidenfluorid (PVDF) Verbundfolie wurde als Verglasungs- oder Rückseitenmaterial gewählt. Als Rückseitenfolien wurden sowohl eine Polyvinylfluorid (PVF)/Polyethylenterephthalat (PET)/PVF (TPT) als auch eine Polyethylen (PE)/PET Verbundfolie untersucht. Die Folien wurden 2 verschiedenen beschleunigten Alterungstests im Klimaschrank bei erhöhter Temperatur (65 und 85 °C) und erhöhter Luftfeutigkeit (85 %rF) unterzogen. Die Auslagerung fand in verschiedenen Zeitstufen bis zu 5000 h statt. Anschließend wurden an den Folien Infrarot (IR)-Spektroskopie im Abgeschwächten Totalreflexions (ATR)-Modus, UV/Vis/NIR-Spektroskopie, Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) sowie ungekerbte und gekerbte Zugprüfungen durchgeführt. Nach Auslagerung der Einkapselungsmaterialien waren physikalische Alterungseffekte wie Nachkristallisation feststellbar. Ebenso zeigten sich chemische Alterungseffekte wie die Nachvernetzung von EVA oder Molmassenabbau charakterisiert durch Vergilbung. Insbesondere die chemischen Abbaueffekte waren signifikant von der Auslagerungstemperatur abhängig. Bei der höheren Auslagerungstemperatur war für das Ionomer 1 ein Verlust an UV-Absorber nachweisbar. Die PMMA/PVDF-Verbundfolie rollte sich aufgrund freigesetzter Eigenspannungen lediglich bei Einwirkung der höheren Auslagerungstemperatur ein. In den UV/Vis/NIR Reflexionsspektren des Rückseitenmaterials TPT waren Absorptionen infolge von Degradationsprodukten nach 5000 h feststellbar. Weiters kam es nach der Auslagerung bei 85 °C ab 5000 h zu Delaminationen der TPT-Mehrschichtfolie. Die PE/PET-Verbundfolie zeigte den signifikantesten chemischen Abbau.

Details

Titel in ÜbersetzungBasic characterisation and aging behaviour of polymeric materials for the encapsulation of photovoltaic (PV) modules
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung18 Dez. 2009
StatusVeröffentlicht - 2009