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Desarrollo de un sistema de diagnóstico de encapsulantes fotovoltaicos mediante fluorescencia UV

En la actualidad, se utilizan encapsulantes de base polimérica para proteger las células solares. El más empleado es el denominado EVA (ethylene vinyl acetate). Este encapsulante, a medida que la célula envejece se va degradando, empeorando propiedades de absorción de la célula y disminuyendo sus prestaciones. Actualmente, para caracterizar el estado del encapsulante se emplean técnicas destructivas tales como pruebas de pelado, análisis de contenido en gel o calorimetría diferencial de barrido (DSC), cuyas respuestas requieren de tiempos largos de ensayo. En este proyecto fin de máster se va a tratar de obtener los mismos resultados que con las técnicas convencionales, pero por medio de pruebas no destructivas y de bajo coste como la fluorescencia ultravioleta. En concreto, se va a aplicar la técnica de fluorescencia UV para analizar los principales parámetros indicadores de la calidad y durabilidad de un laminado fotovoltaico como son: • Grado de polimerización del encapsulante. • Fuerza de adherencia de las distintas capas. • Degradación por envejecimiento climático. La fluorescencia UV es un tipo de luminiscencia, en la que, al iluminar los módulos fotovoltaicos por medio de una luz ultravioleta, el material encapsulante reemite una radiación en el espectro visible que varía en función de la estructura interna del material. Al tratarse de una técnica con resolución espacial y espectral es posible realizar las caracterizaciones analizando directamente las imágenes (Fluorescencia UV por imágenes) o mediante un espectro radiómetro (Espectroscopía por fluorescencia UV).

Nowadays, polymer-based encapsulants are used to protect solar cells. The most used is EVA (ethylene vinyl acetate). As the cell ages, this encapsulant degrades, worsening the cell's absorption properties and reducing its performance. Currently, destructive techniques such as peel tests, gel content analysis or differential scanning calorimetry (DSC), whose responses require long test times, are used to characterise the state of the encapsulant. In this master's thesis we will try to obtain the same results as with conventional techniques, but by means of non-destructive and low-cost tests such as ultraviolet fluorescence. Specifically, the UV fluorescence technique will be applied to analyse the main parameters indicating the quality and durability of a photovoltaic laminate, such as: • Degree of polymerisation of the encapsulant. • Adhesion strength of the different layers. • Degradation due to climatic ageing. UV fluorescence is a type of luminescence in which, when the photovoltaic modules are illuminated by ultraviolet light, the encapsulating material re-emits radiation in the visible spectrum that varies according to the internal structure of the material. As it is a technique with spatial and spectral resolution, it is possible to carry out characterisations by directly analysing the images (UV fluorescence imaging) or by means of a spectroradiometer (UV fluorescence spectroscopy).