Artikel aktualisiert am 21.03.2024
von Boris Stippe | ca: 9 Min. zu lesen

Ethylen Vinylacetat (EVA)

Wie wird EVA zum Solarzellen-Schutz eingesetzt?

Ethylenvinylacetat (EVA) ist ein thermoplastisches Copolymer, das in der Solarindustrie als wichtiger Bestandteil von Solarmodulen verwendet wird. Es dient als Zwischenschicht zwischen den Solarzellen und dem äußeren Schutzglas und schützt die Zellen vor Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen.

Herstellung von Solarmodulen
Herstellung von Solarmodulen (Bildquelle: aicandy – stock.adobe.com)

Ethylenvinylacetat (EVA) ist ein thermoplastisches Copolymer, das in der Solarindustrie als wichtiger Bestandteil von Solarmodulen verwendet wird. Es besteht aus den Monomeren Ethylen und Vinylacetat, die im Verhältnis 85:15 bis 95:5 miteinander polymerisiert werden. Diese Kombination verleiht EVA seine einzigartigen Eigenschaften wie hohe Transparenz, Flexibilität und Witterungsbeständigkeit.

In der Solarindustrie dient EVA als Zwischenschicht zwischen den Solarzellen und dem äußeren Schutzglas des Solarmoduls. Seine Aufgabe ist es, die Solarzellen vor Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen zu schützen. Gleichzeitig ermöglicht sie eine effiziente Übertragung des erzeugten Stroms von den Zellen zum Ausgangskabel. EVA wird üblicherweise als Folie mit einer Dicke von 0,4 bis 0,8 mm verwendet und kann in verschiedenen Farben hergestellt werden, um die Ästhetik des Solarmoduls zu verbessern.

EVA ist in der Solarindustrie aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften und relativ niedrigen Kosten weit verbreitet. Es ist jedoch auch bekannt, dass es sich im Laufe der Zeit unter dem Einfluss von UV-Strahlung und Wärme zersetzen kann, was zum so genannten Delaminationseffekt führen kann, bei dem sich die EVA-Schicht von den Solarzellen ablöst. Daher werden ständig neue Materialien und Technologien entwickelt, um diesen Effekt zu minimieren und die Lebensdauer der Solarmodule zu erhöhen.

Was ist Ethylenvinylacetat (EVA) und warum wird es in Solarmodulen verwendet?

Ethylen-Vinylacetat (EVA) ist ein thermoplastisches Copolymer aus den Monomeren Ethylen und Vinylacetat. Es wird in der Solarindustrie als wichtiger Bestandteil von Solarmodulen verwendet, da es eine hervorragende Zwischenschicht zwischen den Solarzellen und dem äußeren Schutzglas des Moduls bildet.

EVA wird als Folie mit einer Dicke von 0,4 bis 0,8 mm in Solarmodulen verwendet. Sie zeichnet sich durch hohe Transparenz, Flexibilität und Witterungsbeständigkeit aus und schützt die Solarzellen vor Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen. EVA ermöglicht eine effiziente Übertragung des erzeugten Stroms von den Zellen zum Ausgangskabel und verhindert die Ablagerung von Schmutz und Staub auf den Zellen.

Eine weitere wichtige Eigenschaft von EVA ist seine Fähigkeit, sich bei Raumtemperatur zu vernetzen, was zu einer hohen Haftung an den Solarzellen und dem Schutzglas führt. Dies sorgt für eine starke Verbindung zwischen den Komponenten und schützt die Solarzellen vor Vibrationen und Stößen.

Obwohl EVA ein kostengünstiges und effektives Material ist, das in der Solarindustrie weit verbreitet ist, hat es auch einige Nachteile. Bei längerer UV-Bestrahlung und hohen Temperaturen kann sich EVA zersetzen und zum so genannten Delaminationseffekt führen, bei dem sich die EVA-Schicht von der Solarzelle ablöst. Forscher arbeiten daher kontinuierlich an der Entwicklung neuer Materialien und Technologien, um diesen Effekt zu minimieren und die Lebensdauer der Solarmodule zu erhöhen.

Welche Eigenschaften hat EVA und wie beeinflussen sie die Leistung von Solarmodulen?

Ethylenvinylacetat (EVA) ist ein thermoplastisches Copolymer, das in der Solarindustrie als wichtiger Bestandteil von Solarmodulen verwendet wird. Es hat einige einzigartige Eigenschaften, die sich positiv auf die Leistung von Solarmodulen auswirken.

EVA ist transparent und lässt das Sonnenlicht ungehindert auf die Solarzellen treffen. Gleichzeitig schützt es die Zellen vor Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen. Die hohe Transparenz von EVA ist entscheidend für die Effizienz von Solarmodulen, da sie sicherstellt, dass möglichst viel Sonnenlicht auf die Solarzellen trifft.

EVA ist außerdem flexibel und sehr witterungsbeständig. Dies ist besonders wichtig, da Solarmodule ständig der Witterung und hohen Belastungen ausgesetzt sind. EVA schützt die Solarzellen vor Feuchtigkeit, Schmutz und Staub und sorgt dafür, dass die Zellen über einen langen Zeitraum optimal funktionieren.

Eine weitere wichtige Eigenschaft von EVA ist seine Fähigkeit, sich bei Raumtemperatur zu vernetzen, was zu einer hohen Haftung an den Solarzellen und dem Schutzglas führt. Dies sorgt für eine starke Verbindung zwischen den Komponenten und schützt die Solarzellen vor Vibrationen und Stößen. Die starke Haftung von EVA ist entscheidend für die Haltbarkeit und Leistung von Solarmodulen.

Trotz der vielen positiven Eigenschaften hat EVA auch einige Nachteile. Bei längerer Einwirkung von UV-Strahlung und hohen Temperaturen kann sich EVA zersetzen und zum so genannten Delaminationseffekt führen, bei dem sich die EVA-Schicht von den Solarzellen ablöst. Dies kann die Leistung und den Wirkungsgrad der Solarmodule beeinträchtigen. Forscher arbeiten daher kontinuierlich an der Entwicklung neuer Materialien und Technologien, um diesen Effekt zu minimieren und die Lebensdauer von Solarmodulen zu erhöhen.

Wie wird EVA in Solarmodulen verarbeitet und welche Herstellungsverfahren werden dabei eingesetzt?

Ethylenvinylacetat (EVA) wird in der Solarindustrie als wichtiger Bestandteil von Solarmodulen verwendet und dient als Zwischenschicht zwischen den Solarzellen und dem äußeren Schutzglas. Die Verarbeitung von EVA in Solarmodulen umfasst mehrere Schritte, darunter die Vorbereitung des EVA-Materials, die Laminierung und die Aushärtung.

Zu Beginn des Herstellungsprozesses wird das EVA-Material auf die gewünschte Größe und Dicke zugeschnitten und vorbereitet. Die EVA-Folie wird dann auf eine der Solarzellen aufgebracht, um eine Schicht zwischen der Solarzelle und dem äußeren Schutzglas zu bilden. Dabei wird darauf geachtet, dass keine Luftblasen unter der EVA-Schicht eingeschlossen werden, um eine optimale Haftung zwischen den Komponenten zu gewährleisten.

Der nächste Schritt ist das Laminieren. Dabei wird die Solarzelle mit der EVA-Schicht auf das Schutzglas gelegt und anschließend durch Erhitzen und Pressen miteinander verklebt. Dieser Prozess sorgt für eine feste Verbindung der Komponenten und schützt die Solarzellen vor Umwelteinflüssen.

Die Aushärtung ist der letzte Schritt im Herstellungsprozess. Dabei wird das gesamte Solarmodul einer Wärmebehandlung unterzogen, um das EVA zu vernetzen und die Haftung zwischen den Komponenten zu verbessern. Durch die Wärmebehandlung erhält das Solarmodul auch seine endgültige Form und Festigkeit.

Die Verarbeitung von EVA zu Solarmodulen erfordert präzise Ausrüstung und Fachwissen. Zu den Verarbeitungstechnologien, die in der Solarindustrie eingesetzt werden, gehören automatisierte Produktionslinien, Vakuumlaminatoren und Infrarottrockner. Der Einsatz dieser Technologien ermöglicht eine effiziente und präzise Verarbeitung von EVA-Materialien und trägt dazu bei, die Qualität und Zuverlässigkeit von Solarmodulen zu gewährleisten.

Wie kann der Delaminationseffekt von EVA in Solarmodulen minimiert und die Lebensdauer von Solarmodulen erhöht werden?

Delamination ist ein Problem, das auftreten kann, wenn sich die Ethylenvinylacetat (EVA)-Schicht in Solarmodulen aufgrund von UV-Strahlung und hohen Temperaturen zersetzt. Wenn sich die EVA-Schicht von den Solarzellen ablöst, kann dies die Leistung und den Wirkungsgrad der Solarmodule beeinträchtigen. Um den Delaminationseffekt zu minimieren und die Lebensdauer von Solarmodulen zu erhöhen, werden verschiedene Ansätze verfolgt.

Eine Möglichkeit besteht darin, die Zusammensetzung des EVA-Materials zu verändern. Durch die Zugabe von Additiven wie UV-Stabilisatoren und Antioxidantien kann die Witterungsbeständigkeit von EVA verbessert werden. Dadurch wird das Material widerstandsfähiger gegen UV-Strahlung und hohe Temperaturen, was dazu beitragen kann, den Delaminationseffekt zu minimieren.

Ein weiterer Ansatz besteht darin, die EVA-Schicht durch andere Materialien zu ersetzen. Einige alternative Materialien, die in der Solarindustrie untersucht werden, sind beispielsweise thermoplastische Polyurethane (TPU) und Materialien auf Polyolefinbasis. Diese Materialien sind witterungsbeständiger als EVA und weniger anfällig für Delamination.

Eine weitere Möglichkeit ist die Optimierung der Produktionsbedingungen. Durch die Anpassung der Temperatur- und Druckbedingungen bei der Herstellung von Solarmodulen kann die Haftung zwischen den Komponenten verbessert werden. So kann die EVA-Schicht fester mit den Solarzellen und dem Schutzglas verbunden werden, was zur Minimierung des Delaminationseffekts beitragen kann.

Eine weitere Strategie ist die Verwendung sogenannter „dualer EVA-Schichten“. Dabei wird die EVA-Schicht in zwei Schichten aufgeteilt, die beide mit UV-Stabilisatoren und Antioxidantien angereichert sind. Durch diese Doppelschicht kann die Lebensdauer der Solarmodule deutlich verlängert werden.

Darüber hinaus kann eine regelmäßige Inspektion und Wartung der Solarmodule dazu beitragen, den Delaminationseffekt frühzeitig zu erkennen und Schäden zu vermeiden. Eine frühzeitige Erkennung des Delaminationseffekts kann dazu beitragen, dass Schäden repariert oder Solarmodule ausgetauscht werden können, bevor sie zu einem größeren Problem werden.

Wie umweltfreundlich ist der Einsatz von EVA in Solarmodulen und welche Recyclingmöglichkeiten gibt es?

Die Verwendung von Ethylenvinylacetat (EVA) in Solarmodulen hat sowohl während der Produktion als auch am Ende der Lebensdauer der Module Auswirkungen auf die Umwelt. EVA ist ein Polymer, das aus fossilen Rohstoffen hergestellt wird und bei der Produktion Treibhausgase freisetzt. EVA ist jedoch auch ein relativ kostengünstiges und effizientes Material für Solarmodule, das dazu beitragen kann, die Treibhausgasemissionen bei der Erzeugung von Solarstrom zu reduzieren.

Am Ende der Lebensdauer von Solarmodulen muss das EVA-Material entsorgt oder recycelt werden. Da EVA ein thermoplastisches Material ist, kann es zur Herstellung neuer Produkte wiederverwendet werden. Die meisten Solarmodule werden jedoch nicht recycelt, sondern auf Deponien entsorgt. Dies kann dazu führen, dass sich das EVA-Material langsam zersetzt und möglicherweise Schadstoffe freisetzt.

Um den Umweltauswirkungen von EVA in Solarmodulen entgegenzuwirken, werden verschiedene Ansätze verfolgt. Ein Ansatz besteht darin, die Herstellung und Entsorgung von EVA zu optimieren, um die Umweltauswirkungen zu minimieren. Ein anderer Ansatz ist die Entwicklung alternativer Materialien, die umweltfreundlicher sind und eine bessere Recyclingfähigkeit aufweisen.

Hinsichtlich des Recyclings gibt es verschiedene Methoden zur Rückgewinnung von EVA aus Solarmodulen. Eine Möglichkeit besteht darin, das EVA-Material mechanisch zu zerkleinern und als Rohstoff für die Herstellung neuer Produkte zu verwenden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das EVA-Material chemisch zu recyceln, indem es in seine Bestandteile zerlegt und diese dann als Rohstoffe für die Herstellung neuer Produkte verwendet werden. Diese Verfahren sind jedoch noch relativ unerforscht und bedürfen weiterer Forschung und Entwicklung.

Fazit

Ethylenvinylacetat (EVA) ist ein thermoplastisches Copolymer, das in der Solarindustrie als wichtiger Bestandteil von Solarmodulen eingesetzt wird. Es schützt die Solarzellen vor Feuchtigkeit und mechanischer Beanspruchung und ermöglicht eine effiziente Übertragung des erzeugten Stroms. EVA wird als 0,4 bis 0,8 mm dicke Folie in Solarmodulen eingesetzt und verfügt über einzigartige Eigenschaften wie hohe Transparenz, Flexibilität und Witterungsbeständigkeit. Allerdings hat EVA den Nachteil, dass es sich im Laufe der Zeit durch UV-Strahlung und Wärme zersetzen kann, was zum so genannten Delaminationseffekt führt. Forscher arbeiten daran, diesen Effekt zu minimieren und die Lebensdauer von Solarmodulen zu erhöhen. Die Verwendung von EVA in Solarmodulen hat sowohl während der Produktion als auch am Ende der Lebensdauer der Module Auswirkungen auf die Umwelt. EVA wird aus fossilen Rohstoffen hergestellt und muss recycelt oder entsorgt werden. Alternativen wie thermoplastische Polyurethane (TPU) und Materialien auf Polyolefinbasis werden in der Solarindustrie untersucht.

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