用次声波加速隐裂，NREL再次刷新光伏认知

美国NREL不仅是光伏电池的优秀制造者，更是光伏组件的优秀破坏者。近日，NREL称，他们用次声波来模拟应力对组件隐裂的影响。如果效果好，或能取代现有的机械载荷测试。

1. 电池隐裂

光伏组件内部电池片会有两种故障，也是裂片，一是隐裂。裂片很容易发现，一旦检测出来组件不会出厂;但隐裂需要用过EL等手段来检测，并且轻微的隐裂很容易被忽略。

但隐裂的后果是，在户外应用过程中，由于风吹带来的摇摆、震动、组件工作时的热胀冷缩，以及组件承受雪载、风沙撞击等因素，隐裂会发展、加剧，并最终演化成裂纹、裂片，影响组件的热斑形成、发电量和使用寿命。

因此加速模拟户外环境，了解隐裂的发展原理，对了解组件的寿命有重要意义。

2. 用次声波加速隐裂

在风载、雪载、敲击、热胀冷缩等各种力的作用下，电池片内部的隐裂会被放大、延展。而在户外实证中测试这些应力对隐裂的影响，会受到时间、空间等各种可遇不可求的因素影响，因此研究人员通常采用静态、动态机械载荷测试，热循环测试、湿冻测试、冰雹撞击等手段在实验室模拟户外应用条件，了解隐裂的产生和影响。

但美国国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员发现，他们的计算机模拟结果表明，组件在现实世界中承受的风载、雪载压力可能比实验室内可靠性测试中使用的应力小得多，实验室条件下产生的隐裂或裂片并不一定会在户外实际应用中发生。因此研究人员需要一种新方法来在实验室中测试这种类型的风化。

NREL 研究人员设想将光伏组件固定在一个木框架中，用次声波的快速脉冲(比人耳所能察觉的更深)对组件撞击，让组件产生振动，模拟户外的各种震动因素。

因此研究人员设计了一个强大的扬声器，响亮的低音节奏能引起组件弯曲和变形，就像被强风推动一样，通过几小时或几天内将组件暴露在扬声器的超强次声波下来模拟在户外多年实证的效果。利用该创新想法，研究人员每天可以运行一百万个真实的压力循环，大大加快了测试过程。

3. 未来应用

据悉，这是美国DuraMAT项目的一部分。美国能源部近日宣布提供450万美元支持将组件寿命延长至50年的研究(参考《全球光伏》今日发布的报道)。

研究人员认为，这种加速测试有助于组件制造商了解设计材料所需的应力，有助于生产高质量、更耐久的组件。NREL 研究人员将很快发表这项研究工作的结果。

而如果用次声波模拟应力测试隐裂被证明有效，那很有可能会颠覆现有的机械载荷测试方法。尤其是对于动态机械载荷、低温机械载荷、高低温循环机械载荷测试手段，在设计上有可能大大简化，也更方便、更容易被应用，具有非常广阔的前景。