太陽能電池組件暴露在復雜環境下，時間久了材料就會老化。盡管大多數太陽能電池制造商向客戶保證產品的最高使用年限為25年，但這樣籠統的使用年限說法并不準確。近日，德國科研人員推出一套新方法，可以較準確地預測太陽能電池組件使用年限。
德國弗勞恩霍夫協會下屬材料力學研究所發表公報稱，冰雪負荷、溫度變化和風負荷都會對太陽能電池組件造成機械壓力，使材料緊縮和拉伸，久而久之會導致太陽能電池組件的材料疲勞。在太陽能電池組件材料中，塑料背板和由細銅絲制成的電池連接條尤為脆弱，就像不斷地來回彎折一根回形針，它在某一點就會斷裂。
為了弄清環境因素對電池組件材料的影響，研究人員現場測量了電池組件受機械荷載的影響。他們給一套完整的太陽能電池組件安裝上傳感器，可以根據電阻變化來測量電池組件材料的收縮和膨脹程度，由此計算出電池組件材料承受的機械壓力。
研究人員通過數據評估發現，即便是一陣微風都足以使電池組件出現振蕩，而且周圍環境的溫度越高，這種振蕩就越明顯。此外，紫外線輻射對材料疲勞的影響也超出預想。紫外線會使合成材料更硬、更脆，久而久之也會提高振蕩頻率。
基于現場測量結果，研究人員建立了一套3D模擬系統。這套數字仿真和模擬系統可以推斷出環境因素對電池組件的長期影響，以及會產生何種機械壓力，進而預測電池組件的壽命。
研究人員說，這種實測和模擬相結合的方法，不僅能預測太陽能電池組件的使用壽命，還可用于改進太能電池組件的形狀、材料等。
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