太陽(yáng)能板背板衰退

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。