เซลล์แสงอาทิตย์มีอายุมากขึ้นหรือไม่ ทำไมและอย่างไร

อย่างที่ฉันได้ยินความคาดหวังในชีวิตของเซลล์แสงอาทิตย์เป็นปกติบางทศวรรษ สิ่งนี้มีความยาวมากเมื่อพิจารณาจากต้นทุนที่สูงพวกเขามีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ (ลบ) กับค่าใช้จ่ายทั้งหมด

ทำไมพวกเขาอายุ? ฉันเห็นความเป็นไปได้เพียงอย่างเดียวซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับโครงสร้างอะตอมของพวกเขาและนี่คือรังสีอุลตร้าไวโอเลตที่มีพลังสูงมาก

และฉันคิดว่าโฟตอนเหล่านี้อาจถูกกรองได้ง่าย ๆ โดยชั้นพลาสติกใสเหนือซิลิคอน

ดังนั้นทำไมเซลล์แสงอาทิตย์ถึงมีอายุและจะเกิดอะไรขึ้นในระดับอะตอม?

ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ (NREL) ประมาณการบางอย่างเช่นการย่อยสลาย 0.4% -1% ต่อปีสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ฉันไม่ทราบว่าการกระทำทางเคมีอยู่ที่นี่ (ผลทางไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในการต้านทานแบบอนุกรมของเซลล์ PV) แต่การย่อยสลายในระยะยาวของแผงมีความสัมพันธ์กับการสัมผัสรังสียูวี แม้จะสร้างความเสียหายให้กับวัสดุ PV แต่รังสียูวีนั้นมีพลังงานที่เราต้องการสะสมดังนั้นคุณจะไม่สามารถกรองมันได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องไปถึงจุดประสงค์ของแผง

สาเหตุอื่น ๆ สำหรับการย่อยสลายส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศ แต่อยู่ในรูปของความเค้นเชิงกลกับระบบ อะไรก็ตามจากลมถึงหิมะสามารถทำลายแผงโดยการโค้งงอแผงเพื่อผลิตรอยแตกเล็กน้อยในเซลล์แสงอาทิตย์และการเชื่อมต่อไฟฟ้าฝังตัว ปัจจัยอื่น ๆ ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เสื่อมโทรมรวมถึงการกัดกร่อนหรืออายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สนับสนุนที่จำเป็นในการบำรุงรักษาระบบการทำงาน (อุปกรณ์อื่น ๆ เหล่านี้อาจมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่าแผงควบคุมและหากมีราคาแพงพอ การเงินเปรียบเทียบกับการเปลี่ยนระบบแผงทั้งหมด)

ที่มา: http://www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/7475/What-Is-the-Lifespan-of-a-Solar-Panel.aspx (ดูลิงก์อ่านเพิ่มเติมสำหรับรายงาน NREL)

โปรดทราบว่าจุดแยก PN ถูกสร้างขึ้นตั้งแต่แรกโดยการกระจายสิ่งเจือปน (เจือจาง) ลงในซิลิคอนที่อุณหภูมิสูง (1,000 - 1,500 K) ประสิทธิภาพของจุดเชื่อมต่อนั้นสัมพันธ์กับความเข้มข้นของสารเจือปนที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วที่จุดแยก (การไล่ระดับสี)

ที่อุณหภูมิต่ำกว่าเช่นที่แผงโซลาร์เซลล์สัมผัส (กล่าวคือ 270 - 330 K) การแพร่กระจายจะช้ากว่ามาก แต่ก็ไม่หยุดอย่างสมบูรณ์ เมื่อให้เวลาเพียงพอการไล่ระดับสีเจือปนจะกลายเป็นทางลาดชันน้อยลงลดประสิทธิภาพของจุดแยก PN ในระยะยาวมาก (พันปี) อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์จะหยุดทำงานเมื่อทางแยกของพวกเขาหายไปโดยสิ้นเชิง

สำหรับมุมที่แตกต่างประสบการณ์ของฉันกับเซลล์สุริยะนั้นอิงจากอวกาศไม่ใช่ภาคพื้นดิน ตัวขับเคลื่อนที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการสลายตัวของเซลล์สุริยะตามอวกาศคือการแผ่รังสีของอนุภาคและผลกระทบของวงโคจร การแผ่รังสีของอนุภาคจะลดลงโดยการสวมใส่ทางแยกและเศษซากของวงจะสลายตัวเป็นหลักโดยการเพิ่มความต้านทานอนุกรมภายในของเซลล์ เนื่องจากไม่มีอากาศที่จะทำให้เซลล์เย็นลงการให้ความร้อนแบบไบแอสแบบย้อนกลับอาจเป็นปัญหาร้ายแรงหากแผงพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับแสงเงาบางส่วนจากโครงสร้างอื่น