在微觀尺度上檢查太陽能電池板材料
在對一系列太陽能電池板進行投資之前，潛在買家可能會想：這項技術(shù)在出現(xiàn)故障之前會持續(xù)多久?這正是NIST研究人員團隊——包括StephanieMoffitt、Po-ChangPan和XiaohongGu(如圖所示)——著手理解的內(nèi)容。
如今，商業(yè)太陽能電池板的保修期為30至35年，但有人擔心某些太陽能電池板材料會出現(xiàn)裂縫并提前失效。
在他們的測試中，團隊成員使用多種加速老化協(xié)議來模擬現(xiàn)場老化，將他們的樣品暴露在熱、濕度和紫外線等壓力源中。七年后，他們還從亞利桑那州的一個太陽能電池板場采集了樣本，那時電池板開始出現(xiàn)裂縫。
他們發(fā)現(xiàn)，使用一種聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物作為層壓板時，面板的背襯材料(背板)可能會形成裂縫，特別是在以下情況下：
聚合物在特定方向上受到機械應力(拉伸或拉伸)，從而削弱了材料的晶體結(jié)構(gòu)。
外層與丙烯酸聚合物和顏料混合，這會導致化學降解，從而產(chǎn)生表面凹坑。然后背板不能承受應變，并且凹坑會導致微裂紋。
使用顯微鏡技術(shù)，研究人員還發(fā)現(xiàn)了背板材料的晶體結(jié)構(gòu)在開裂過程中發(fā)生的變化。該結(jié)構(gòu)從α相轉(zhuǎn)變?yōu)?beta;相，這意味著聚合物鏈開始以更對齊的形式堆積。
簡而言之，該團隊發(fā)現(xiàn)并非所有基于PVDF的背板都表現(xiàn)相同，將它們放在一起可能會使情況過于簡單化。
在許多情況下，背板開裂可能是太陽能電池板活力的一個大問題，并且沒有廣泛、簡單的修復方法。嚴重開裂的面板需要完全更換。但這類研究提供了對問題的更多洞察力，以便制造商可以對材料做出更明智的選擇，從而獲得更可靠的產(chǎn)品。
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