德科学家开发新方法可预测太阳能电池组件寿命

当太阳能电池模块暴露在复杂的环境中时，材料会随着时间的推移而老化。尽管大多数太阳能电池制造商已经向他们的客户保证，他们的产品的最大使用寿命是25年，但这种关于使用寿命的一般说法是不准确的。最近，德国研究人员引入了一种新方法来更准确地预测太阳能电池组件的使用寿命。

根据德国弗劳恩霍夫协会下属的材料力学研究所发布的一份公报，冰雪载荷、温度变化和风载荷都会对太阳能电池组件施加机械压力，导致材料收缩和拉伸，随着时间的推移，这将导致太阳能电池组件的材料疲劳。在太阳能电池组件材料中，塑料背板和细铜线制成的电池连接条尤其脆弱，就像一个不断来回弯曲的回形针，在某一点会断裂。

为了找出环境因素对电池组材料的影响，研究人员在现场测量了机械负载对电池组的影响。他们在一套完整的太阳能电池组件上安装了传感器，可以根据电阻的变化来测量电池组件材料的收缩和膨胀程度，从而计算出电池组件材料所承受的机械压力。

研究人员通过数据评估发现，即使轻微的微风也足以使电池组振荡，环境温度越高，振荡越明显。此外，紫外线辐射对材料疲劳的影响超出预期。紫外线会使合成材料更硬、更脆，还会随着时间的推移增加振荡频率。

基于现场测量结果，研究人员建立了一套三维仿真系统。这套数字模拟和仿真系统可以推断环境因素对电池组件的长期影响以及将产生的机械压力，从而预测电池组件的使用寿命。

研究人员表示，实际测量和模拟相结合的方法不仅可以预测太阳能电池组件的使用寿命，还可以用来改善太阳能电池组件的形状和材料。