在微观尺度上检查太阳能电池板材料

放大字体  缩小字体 2022-09-15 14:26  浏览次数:

Examining solar panel materials at the microscale

在投资一系列太阳能电池板之前,潜在的买家可能会想:这项技术能持续多久才会崩溃?

这正是NIST的一个研究团队——包括斯蒂芬妮·莫菲特、潘宝昌和顾晓红(如图所示)——想要了解的。

如今,商用太阳能电池板的标准保修期是30至35年,但有人担心,一些太阳能电池板材料可能会出现裂缝,并更早地失效。

在他们的测试中,团队成员使用了多种加速风化协议来模拟现场的老化,将他们的样品暴露在诸如高温、湿度和紫外线等压力源下。他们还从亚利桑那州的一个太阳能电池板场采集了样品,七年之后,电池板开始出现裂缝。

他们发现,使用一种聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物作为层压板的面板的背板材料(背板)可能会形成裂缝,特别是在以下情况下:

  • 聚合物在特定的方向受到机械应力(拉或拉),这削弱了材料的晶体结构。
  • 外层与丙烯酸聚合物和颜料混合,导致化学降解,产生表面凹坑。这样背板就不能承受应变,凹坑就会引起微裂纹。

利用显微镜技术,研究人员还发现了背板材料在开裂过程中晶体结构的变化。这种结构从α相过渡到β相,这意味着聚合物链开始以更整齐的形式排列。

简而言之,该团队发现,并不是所有基于pvdf的backsheets的行为都一样,将它们集中在一起可能会过分简化情况。

在很多情况下,背板开裂对太阳能电池板的活力来说是一个巨大的问题,而且它没有一个普遍的、简单的解决方法。有严重开裂的面板需要彻底更换。但这类研究提供了对问题的更多洞察,使制造商可以更明智地选择材料,生产更可靠的产品。

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