TY - THES

T1 - Basischarakterisierung und Alterungsverhalten von Polymerwerkstoffen für die Einkapselung von Photovoltaik-Modulen

AU - Mattausch, Hannelore

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - 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.

AB - 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.

KW - EVA Ionomer PMMA PVDF PVF PET PE ATR DSC UV/Vis/NIR Spektroskopie Zugprüfung Photovoltaik Alterung

KW - EVA Ionomer PMMA PVDF PVF PET PE ATR DSC UV/Vis/NIR spectroscopy tensile test photovoltaic aging behaviour

M3 - Masterarbeit

ER -