美国科学家测试了使用背板和聚偏二氟乙烯 (PVDF) 层构建的光伏组件，以复制该材料在加速测试领域所遭受的退化。

通过将模块暴露在多重应力下，它们能够导致背板材料退化。尽管这与该领域所见的情况并不密切匹配，但此类测试可用于识别潜在的弱点。

基于聚合物的背板已被证明是该领域光伏模块最容易出现问题的组件之一，各种类型的背板故障导致该领域严重的性能和安全问题非常普遍。

加速测试是在现场使用任何特定模块之前发现潜在故障的重要工具。然而，根据国际电工委员会和其他实体制定的行业标准，许多背板材料在测试中没有出现问题，但在该领域仍然失败。

几年前，总部位于美国的材料巨头杜邦公司推出了一种新的测试序列，即组件加速序列测试 (MAST)，其中光伏组件反复暴露在高温、潮湿和紫外线照射下，旨在更好地模拟现场条件。该公司进一步与科学家合作，将其开发为不同的测试，使模块同时承受多种压力，称为组合加速顺序测试 (C-AST)。这旨在模拟特定的气候条件，例如干燥的沙漠或潮湿的热带地区。

PVDF α相和β相分子链构象示意图

在新的研究中，美国国家可再生能源实验室(NREL) 和SLAC 国家加速 器实验室的科学家与杜邦公司合作，使用一层 PVDF 测试带有背板的模块。他们的目标是更好地了解影响现场材料的降解机制，并开发能够准确模拟它们的加速测试。

科学家们估计，含 PVDF 的背板目前约占 50% 的市场份额，材料以各种形式存在，具体取决于制造商。杜邦公司进行的一项现场研究表明，23% 的 PVDF 背板在使用 9 年后出现故障。杜邦公司生产 Tedlar，一种 PVDF 的替代材料，也广泛用于光伏模块背板。

材料变更

该小组对模块进行了一系列模拟的恶劣气候条件，包括连续和组合热循环、湿热、紫外线、机械应力、雨淋和系统电压。测试协议在“基于 PVDF 的光伏背板的降解机制研究”中进行了描述，该论文发表在《科学报告》上。

这些样本与从亚利桑那州和印度西部地区现场采集的两个模块进行了比较，这两个模块都已部署了大约七年。该小组注意到 PVDF 的结晶度增加，这可能在代表最常见故障模式的开裂中起作用；但表示需要进一步调查以确认导致 PVDF 破裂的机制。

两种类型的加速测试都产生了一些背板退化，与从现场得到的相似，尽管两者都没有足够接近的匹配来确定机制或原因。

该论文总结道：单次或连续测试都没有密切复制现场背板中看到的降解机制；然而，MAST 测试有助于识别材料中导致失败的弱点。尽管 C-AST 和 MAST 测试并没有完全复制户外环境的复杂性质，但这两项测试都适用于筛选 PVDF 背板中的户外失效机制。