Avant d'investir dans une gamme de panneaux solaires, les acheteurs potentiels peuvent se demander :combien de temps la technologie durera-t-elle avant de tomber en panne ?

C'est exactement ce qu'une équipe de chercheurs du NIST, dont Stephanie Moffitt, Po-Chang Pan et Xiaohong Gu (illustré ici), a tenté de comprendre.

De nos jours, les garanties de 30 à 35 ans sont la norme pour les panneaux solaires commerciaux, mais on craint que certains matériaux de panneaux solaires ne présentent des fissures et ne tombent en panne plus tôt.

Pour leurs tests, les membres de l'équipe ont utilisé plusieurs protocoles de vieillissement accéléré pour simuler le vieillissement sur le terrain, exposant leurs échantillons à des facteurs de stress tels que la chaleur, l'humidité et la lumière ultraviolette. Ils ont également fait prélever des échantillons dans un champ de panneaux solaires en Arizona après sept ans, date à laquelle les panneaux ont commencé à montrer des fissures.

Ils ont constaté que des fissures pouvaient se former dans le matériau de support (feuilles de fond) des panneaux utilisant un type de polymère de fluorure de polyvinylidène (PVDF) comme stratifié, en particulier lorsque :

• Le polymère est sollicité mécaniquement (tiré ou étiré) dans une direction spécifique, ce qui affaiblit la structure cristalline du matériau.
• La couche externe est mélangée avec des polymères acryliques et des pigments, ce qui entraîne une dégradation chimique qui produit des piqûres en surface. La feuille de fond ne peut alors pas résister aux contraintes et les piqûres provoquent des microfissures.

En utilisant des techniques de microscopie, les chercheurs ont également découvert un changement dans la structure cristalline d'un matériau de feuille de fond qui se produit lors de la fissuration. Cette structure passe de la phase alpha à la phase bêta, ce qui signifie que les chaînes polymères commencent à se tasser dans une formation plus alignée.

En bref, l'équipe a constaté que toutes les feuilles de fond à base de PVDF ne se comportaient pas de la même manière et que les regrouper toutes pourrait simplifier à l'excès la situation.

Dans de nombreux cas, la fissuration de la feuille de fond peut être un énorme problème pour la vitalité des panneaux solaires, et il n'y a pas de solution simple et répandue. Les panneaux présentant de graves fissures nécessitent un remplacement complet. Mais ce type de recherche permet de mieux comprendre les problèmes afin que les fabricants puissent faire des choix plus éclairés sur les matériaux pour des produits plus fiables. + Explorer plus loin

Une étude révèle un facteur potentiel de pannes prématurées des panneaux solaires