在微观尺度上检查太阳能电池板材料

在对一系列太阳能电池板进行投资之前，潜在买家可能会想：这项技术在出现故障之前会持续多久?这正是NIST研究人员团队——包括StephanieMoffitt、Po-ChangPan和XiaohongGu(如图所示)——着手理解的内容。

如今，商业太阳能电池板的保修期为30至35年，但有人担心某些太阳能电池板材料会出现裂缝并提前失效。

在他们的测试中，团队成员使用多种加速老化协议来模拟现场老化，将他们的样品暴露在热、湿度和紫外线等压力源中。七年后，他们还从亚利桑那州的一个太阳能电池板场采集了样本，那时电池板开始出现裂缝。

他们发现，使用一种聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物作为层压板时，面板的背衬材料(背板)可能会形成裂缝，特别是在以下情况下：

聚合物在特定方向上受到机械应力(拉伸或拉伸)，从而削弱了材料的晶体结构。

外层与丙烯酸聚合物和颜料混合，这会导致化学降解，从而产生表面凹坑。然后背板不能承受应变，并且凹坑会导致微裂纹。

使用显微镜技术，研究人员还发现了背板材料的晶体结构在开裂过程中发生的变化。该结构从α相转变为β相，这意味着聚合物链开始以更对齐的形式堆积。

简而言之，该团队发现并非所有基于PVDF的背板都表现相同，将它们放在一起可能会使情况过于简单化。

在许多情况下，背板开裂可能是太阳能电池板活力的一个大问题，并且没有广泛、简单的修复方法。严重开裂的面板需要完全更换。但这类研究提供了对问题的更多洞察力，以便制造商可以对材料做出更明智的选择，从而获得更可靠的产品。

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