在对一系列太阳能电池板进行投资之前，潜在买家可能会想：这项技术在出现故障之前能使用多久？

这正是 NIST 研究人员团队——包括 Stephanie Moffitt、Po-Chang Pan 和 Xiaohong Gu（如图所示）——着手研究的内容。

图片来源：S. Moffitt/NIST

如今，商业太阳能电池板的保修期为 30 至 35 年，但有人担心某些太阳能电池板材料会出现裂缝并提前失效。

在他们的测试中，团队成员使用多种加速老化方法来模拟老化现场，比如将样品暴露在高热、高湿和强紫外线等条件下。七年后，他们还从亚利桑那州的一个太阳能电池板场采集了样本，那时电池板就开始出现裂缝。

他们发现，使用一种聚偏二氟乙烯 (PVDF)聚合物作为层压板时，面板的背衬材料（背板）可能会形成裂缝，特别是在以下情况下：

聚合物在特定方向上受到机械应力（拉伸或拉伸），从而削弱了材料的晶体结构；

外层与丙烯酸聚合物和颜料混合，这会导致化学降解，从而产生表面凹坑。然后背板不能承受应变，并且凹坑会导致微裂纹；

使用显微镜技术，研究人员还发现了背板材料的晶体结构在开裂过程中发生的变化。该结构从 α 相转变为 β 相，这意味着聚合物链开始以更对齐的形式堆积。

简而言之，该团队发现并非所有基于 PVDF 的背板都表现相同，将它们放在一起可能会使情况过于简单化。

在许多情况下，背板开裂可能是太阳能电池板活力的一个大问题，并且没有广泛、简单的修复方法。严重开裂的面板需要完全更换。但这类研究提供了对问题的更多洞察力，以便制造商可以对材料做出更明智的选择，从而获得更可靠的产品。