太陽(yáng)能板并非恒久遠(yuǎn),,其壽命約25年,而紫外線,、風(fēng)吹雨打,、砂石也會(huì)影響太陽(yáng)能板的發(fā)電表現(xiàn),,而最近美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),“酸”也會(huì)降低模塊的壽命,。而現(xiàn)有的能源有限,,需要人們不斷發(fā)展新能源,,而太陽(yáng)能就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,,人們開(kāi)始大力發(fā)展太陽(yáng)能能發(fā)電。
只要太陽(yáng)能板一開(kāi)始運(yùn)行,,壽命時(shí)鐘就會(huì)開(kāi)始倒計(jì)時(shí),,首先太陽(yáng)能板會(huì)先遇到初始光衰(LID)現(xiàn)象,安裝幾小時(shí)后,,轉(zhuǎn)換效率大多會(huì)下降2%左右,,這是因?yàn)樘?yáng)能電池大多是由P型摻硼晶體硅體制造,當(dāng)太陽(yáng)能照射到電池,,其中的硼會(huì)跟氧原子結(jié)合成載子再結(jié)合中心,,為硼氧對(duì)(Boron-oxygen Pair)產(chǎn)生的缺陷,,這會(huì)減少太陽(yáng)能電池電荷載子壽命,進(jìn)而影響電池轉(zhuǎn)換效率,。
以單片模塊來(lái)看可能沒(méi)什么,,但是隨著太陽(yáng)能設(shè)備量增加,損失的發(fā)電量就會(huì)積少成多,,最終變成難以忽略的重大損失,,若要解決問(wèn)題,要從改變晶體硅品質(zhì),、更換摻雜劑或是先在受控環(huán)境進(jìn)行光照衰減,。
而最近科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),除了初始光衰外,,太陽(yáng)能板壽命比預(yù)期的還要短幾十年,,那些負(fù)責(zé)保護(hù)太陽(yáng)能板的“塑膠背板”其實(shí)不如我們想象的牢靠,雖然說(shuō)東西都有其壽命,,但有些背板出現(xiàn)裂痕,、破裂的速度實(shí)在太快了。
其中太陽(yáng)能背板得具備保護(hù)電池的功用,,最常見(jiàn)的背板則是聚醯胺(polyamide,,PA;醯音同溪),它得具備耐紫外線,、高溫高濕沖擊,、濕冷凍、抗張強(qiáng)度,,阻絕水氣并抵御撞擊,,若有裂紋,水氣與氧氣會(huì)漸漸滲入,,最后可能會(huì)有漏電的危險(xiǎn),。
美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)暨技術(shù)研究院(NIST)材料工程師Xiaohong Gu表示,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在2010年到2012年間,,盡管有些背板已經(jīng)符合標(biāo)準(zhǔn),,但還是在短短4年內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重裂紋。
該團(tuán)隊(duì)為了解決這煩人的問(wèn)題,,收集來(lái)自美國(guó),、中國(guó)、泰國(guó)與意大利等地的太陽(yáng)能背板,,而這些背板都在3到6年間出現(xiàn)裂痕,,而經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)與機(jī)械測(cè)試后,還發(fā)現(xiàn)越硬的地方越容易裂開(kāi),,最容易碎裂的地方反而在背板內(nèi)側(cè),。
對(duì)此,,團(tuán)隊(duì)推測(cè),可能是封裝材料中的聚合物EVA出了問(wèn)題,,EVA其中的乙酸(acetic acid,,也就是醋酸)是主嫌,封裝材料在太陽(yáng)的曝曬下,,會(huì)開(kāi)始降解并產(chǎn)生破壞性的化學(xué)物質(zhì),,進(jìn)而影響底下的背板,加快背板衰退速度,。
為揪出犯人,,科學(xué)家把幾根條狀的聚醯胺泡在醋酸5個(gè)月,然后再跟泡在一般水的對(duì)照組比較,,最后他們發(fā)現(xiàn)顯微鏡下,,比起沒(méi)有泡水、泡在水中的聚醯胺,,泡在乙酸的塑膠出現(xiàn)了許多樣裂縫;進(jìn)一步分析溶液中的聚酰胺降解產(chǎn)物,,也是乙酸溶液的濃度較高,顯然酸會(huì)加速聚酰胺的衰退速度,。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,,這項(xiàng)研究或許可有助于推出全新的耐用性測(cè)試項(xiàng)目,這樣一來(lái)背板的耐用性檢測(cè)能更加全面,,同時(shí)也有助于廠商推出壽命更長(zhǎng)的太陽(yáng)能板,。目前研究已發(fā)布在《Photovoltaics: Research and Applications》。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類(lèi)利用,,需要科研人員不斷努力,,研究出更高效地產(chǎn)品,這樣才能保證我們?nèi)祟?lèi)的能源夠人類(lèi)發(fā)展所需,。