هل الخلايا الشمسية متعددة البلورات عرضة للتلف أو التدهور بعد تجربة التمدد الحراري المتعدد والانكماش؟

الضرر أو التدهور الخلايا الشمسية متعددة البلورات تكون عرضة لبعد تجربة التمدد الحراري المتعدد والانكماش يرتبط ارتباطًا وثيقًا بخصائص هيكلها وموادهم. نظرًا لأن الخلايا الشمسية تمتص الإشعاع الشمسي لتوليد الحرارة أثناء النهار ، عندما تنخفض درجة الحرارة بشكل حاد في الليل أو في الأيام الغائمة ، ستكون هناك اختلافات كبيرة في درجات الحرارة على سطح الخلايا. يؤدي هذا الإجهاد الحراري إلى توسع وتقلص مواد الخلية ، مما يزيد من الحمل الميكانيكي في استخدامه على المدى الطويل ، مما قد يسبب التعب المادي أو التكسير أو الأضرار الهيكلية الأخرى.
على وجه الخصوص ، تتمتع الخلايا الشمسية السيليكون متعددة البلورات ، على الرغم من أنها تتمتع بكفاءة عالية في التحويل وتكاليف التصنيع المنخفضة ، لها مقاومة سيئة للحرارة مقارنة بخلايا السيليكون أحادية البلورة بسبب بنية بلورية السيليكون المعقدة وغير المنتظمة. مع التوسع الحراري المتكرر والانكماش ، قد تتطور مواد السيليكون متعددة الكريستالات الدقيقة ، وحتى تشكل تشققات أكبر تحت الاستخدام طويل الأجل. لا تؤثر هذه الشقوق على كفاءة التحويل الكهروضوئية فحسب ، بل قد تؤثر أيضًا على التوصيل الكهربائي وانقطاع الدائرة للخلية ، مما يتسبب في فشل الخلية أو تدهورها تحت تغيرات درجات الحرارة القصوى.
تتأثر مواد التعبئة والتغليف والطبقات الزجاجية الخارجية للخلايا الشمسية متعددة الكريستالات أيضًا باختلافات درجة الحرارة. على الرغم من أن الخلايا الشمسية الحديثة تستخدم تقنية التغليف المحسنة والزجاج المعزز لتعزيز مقاومة الحرارة ، إلا أن الإجهاد الحراري المفرط لا يزال يتسبب في تكسير الزجاج أو سفك طبقة التغليف ، مما يزيد من خطر التلوث واختراق الرطوبة على سطح الخلية. يؤثر هذا الضرر الجسدي بشكل مباشر على كفاءة توليد الطاقة للخلية وقد يؤدي إلى فشل كهربائي أكثر خطورة.
من أجل التعامل مع هذه المشكلات ، بدأت العديد من الشركات المصنعة للخلايا الشمسية متعددة الجودة عالية الجودة في استخدام مواد مع مطابقة معاملات التمدد الحراري لتقليل تأثير الإجهاد الحراري على الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، مع التقدم المستمر للتكنولوجيا ، هناك أيضًا بعض المواد الجديدة ، مثل الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة ، والتي لها تحمل قوي للإجهاد الحراري ويمكن أن تتكيف بشكل أفضل بين درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، مما يقلل من المشكلات المحتملة الناتجة عن التوسع الحراري و تقلص.
ومع ذلك ، عند استخدام الخلايا الشمسية متعددة البلورات ، لا تزال العوامل البيئية لها تأثير مهم على متانتها. في الظروف المناخية الشديدة ، قد تتأثر عمر خدمة الخلايا الشمسية ، لذلك عند اختيار موقع التثبيت ، يجب إعطاء الأولوية للمناطق ذات الاختلافات الصغيرة في درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يساعد التنظيف والتفتيش المنتظمين أيضًا في اكتشاف microcracks المحتملة أو المشكلات الهيكلية الأخرى ، واتخاذ تدابير لإصلاحها أو استبدالها في أقرب وقت ممكن لضمان التشغيل طويل الأجل والفعال للبطارية .333