新方法预测太阳能电池组件寿命

太阳能电池组件暴露在复杂环境下，时间久了材料就会老化。尽管大多数太阳能电池制造商向客户保证产品的最高使用年限为25年，但这样笼统的使用年限说法并不准确。近日，德国科研人员推出一套新方法，可以较准确地预测太阳能电池组件使用年限。

德国弗劳恩霍夫协会下属材料力学研究所发表公报称，冰雪负荷、温度变化和风负荷都会对太阳能电池组件造成机械压力，使材料紧缩和拉伸，久而久之会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，塑料背板和由细铜丝制成的电池连接条尤为脆弱，就像不断地来回弯折一根回形针，它在某一点就会断裂。

为了弄清环境因素对电池组件材料的影响，研究人员现场测量了电池组件受机械荷载的影响。他们给一套完整的太阳能电池组件安装上传感器，可以根据电阻变化来测量电池组件材料的收缩和膨胀程度，由此计算出电池组件材料承受的机械压力。

研究人员通过数据评估发现，即便是一阵微风都足以使电池组件出现振荡，而且周围环境的温度越高，这种振荡就越明显。此外，紫外线辐射对材料疲劳的影响也超出预想。紫外线会使合成材料更硬、更脆，久而久之也会提高振荡频率。

基于现场测量结果，研究人员建立了一套3D模拟系统。这套数字仿真和模拟系统可以推断出环境因素对电池组件的长期影响，以及会产生何种机械压力，进而预测电池组件的寿命。

研究人员说，这种实测和模拟相结合的方法，不仅能预测太阳能电池组件的使用寿命，还可用于改进太能电池组件的形状、材料等。