O ano de 2024 marca um momento crucial para a indústria fotovoltaica (FV), com a forte concorrência impulsionando avanços rápidos na tecnologia de células e aplicações industriais, superando em muito o ritmo de uma década atrás. Apesar dessas inovações, a escolha do filme de encapsulamento — seja POE (elastômero de poliolefina), EVA (copolímero de etileno-acetato de vinila) ou EPE — continua sendo um tópico crítico e amplamente debatido tanto para módulos de vidro-vidro, vidro-folha traseira quanto para módulos flexíveis.
Os módulos fotovoltaicos externos sofrem degradação devido a quatro fatores ambientais principais: calor, oxigênio, água e radiação ultravioleta (UV). Embora a atividade biológica seja insignificante nessas aplicações, os outros fatores desempenham um papel decisivo na seleção de materiais. Este artigo compara o desempenho do EVA e do POE nessas condições, oferecendo novas perspectivas e metodologias para a seleção de materiais.
1. Calor
Tanto o EVA quanto o POE, quando reticulados, podem suportar exposição de curto prazo a temperaturas em torno de 150 °C. No entanto, o EVA se decompõe a temperaturas acima de 200 °C, liberando quantidades significativas de ácido acético, enquanto o POE permanece estável até que as temperaturas excedam 300 °C.
2. Oxigênio
À temperatura ambiente, ambos os materiais apresentam boa resistência à oxidação. No entanto, o EVA contém traços de monômeros de ácido acético livre, que são propensos à oxidação em temperaturas elevadas. Em contrapartida, o POE, composto inteiramente por ligações carbono-hidrogênio quimicamente estáveis, requer temperaturas significativamente mais altas para reagir com o oxigênio.
3. Água
Os grupos éster do EVA são suscetíveis à hidrólise, levando à formação de grupos carboxílicos que aceleram ainda mais a hidrólise e a degradação do material. O POE, com sua cadeia totalmente composta de carbono e hidrogênio, é quimicamente estável e não é afetado pela hidrólise. Além disso, o POE apresenta resistência superior ao vapor de água, com uma taxa de transmissão de vapor de água (WVTR) de aproximadamente 3 g/m²·24h a 38 °C e 90% de umidade relativa, em comparação com a WVTR do EVA de 25 g/m²·24h. Essa menor permeabilidade aumenta a capacidade do POE de proteger os componentes internos do módulo contra danos causados pela umidade.
4. Radiação ultravioleta
A estrutura de cadeia de carbono-hidrogênio do POE apresenta fortes ligações químicas — ligações CH com 414 kJ/mol e ligações CC com 332 kJ/mol — tornando-as resistentes à clivagem induzida por UV. Por outro lado, os grupos éster do EVA contêm ligações CO com energias de ligação abaixo de 330 kJ/mol, que são mais suscetíveis à degradação por UV.
Conclusão
Dentre os quatro principais fatores que afetam a confiabilidade em aplicações externas — calor, oxigênio, água e raios UV — o POE supera consistentemente o EVA. À medida que as células fotovoltaicas se tornam cada vez mais eficientes e exigem maior confiabilidade, o POE continua sendo a escolha ideal para garantir uma produção de energia estável e de longo prazo em ambientes externos.
