通过界面设计控制衬底应变传递到薄膜光伏

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:32
文章英文标题
Control of substrate strain transfer to thin film photovoltaics via interface design
正文
与承重结构集成的脆性薄膜光伏( PV )可承受较大的应变,导致其破碎和性能退化。这种不利影响可以通过机械地将薄的光伏组件与底层承重结构隔离,减轻或完全消除。我们发展了一种有效和有效的应变衰减策略,以消除从刚性单向碳纤维增强复合材料( CFRP )层合板到集成薄非晶Si PV模块的应变传递。采用三层材料体系( CFRP层合板、界面层和PV模块)的解析模型,分别通过G2 / t2和E3t3的形式,建立了与PV模块长度有关的应变衰减图,并得到了剪切模量和界面层厚度( G2,t2 )、杨氏模量和PV模块厚度( E3,t3 )的耦合效应。基于这些应变衰减图谱,聚二甲基硅氧烷( PDMS )被确定为一种有效、多功能的界面材料,在CFRP层合板与PV模块之间提供了高达100 %的应变衰减。在考虑了对PDMS界面层有效模量的约束作用后,实测应变衰减与预测应变衰减取得了很好的吻合。重要的是,PDMS界面层在1.7 %应变下保持了PV模块的初始填充因子,直至CFRP层压失效,而在没有PDMS界面时,当CFRP层压应变超过0.80 %时,填充因子反而下降。
文章内容(英文)
Brittle thin film photovoltaics (PV) that are integrated with load-bearing structures can be subjected to large strains that lead to fragmentation and performance degradation. Such adverse effects can be mitigated, or altogether eliminated, by mechanically isolating a thin PV module from the underlying load-bearing structure. We developed an effective and efficient strain attenuation strategy to eliminate strain transfer from a stiff unidirectional Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) laminate to an integrated thin amorphous Si PV module. An analytical model of the three-layer material system (CFRP laminate, interface layer and PV module) was employed to create strain attenuation maps that depend on the length of the PV module and capture the coupled effects of the shear modulus and the thickness of the interface layer (G2, t2), and the Young’s modulus and the thickness of the PV module (E3, t3) through the terms G2/t2 and E3t3, respectively. Based on these strain attenuation maps, polydimethylsiloxane (PDMS) was identified as an effective and versatile interface material, which provided up to 100% strain attenuation between the CFRP laminate and the PV module. After accounting for confinement effects on the effective modulus of the PDMS interface layer, a very good agreement was achieved between the measured and the predicted strain attenuation. Importantly, the PDMS interfacial layer preserved the initial fill factor of the PV module until CFRP laminate failure at 1.7% strain, while in the absence of the PDMS interface the fill factor decreased when the CFRP laminate strain exceeded 0.80%.
来源出处
Journal|[J]Solar EnergyVolume 225, 2021. PP 643-655
谷歌学术影响力
[db:学术影响力]
DOI
https://doi.org/10.1016/J.SOLENER.2021.07.016

PDMS臻品推荐

PDMS-微流控基质材料-PDMS/道康宁SYLGARD184-聚二甲基硅氧烷/0.5KG(组)

产品说明书PDF自助在线看:http://www.pdmshub.com/sih

信息更新:

美国总工厂生产的0.5KG原始包装的PDMS延期至2021年9月16日后才能交货,默认我们将发国内库存的进口分装产品(02085925-0.5KG);另受制于有机硅大幅涨价潮影响,2021年9月1日后将上调销售价格,另行通知。Dow Corning=道康宁=Dow SiL=陶氏,都是同一家公司。 2021.09.01更新

美国总工厂生产的0.5KG包装的PDMS恢复正常进口,合法正规,质量金标准,欢迎订购使用。并承诺从我司购买的皆为原厂包装,100%未开封,附带技术手册,非国产灌装仿制、非分装、非仿冒外包装产品,可以放心使用。大量订购更有优惠。2021.04.01更新

备注:由于dowsil与道康宁公司合并,美国总工厂生产的PDMS,价格涨幅高达1倍之多,因针对科研用户使用,特备货规格0.5KG。如果您需要美国总工厂原厂生产的大规格包装的预定,可以与QQ 11366508联系给予报价/货期。2021.05更新

此链接为PDMS-微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184/小桶0.5KG装的链接。

一般性的产品性能参数表参考以下小桶装的参数:

微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;

品牌型号:道康宁SYLGARD184

包装规格:0.5KG/罐[含有45.4g固化剂,总重量为0.5KG]

产品颜色:保质期限:36个月

存放环境说明:室温,阴凉处保存

备注说明:

美国道康宁道康宁SYLGARD 184硅橡胶是由液体组分组成的双组分套件产品,包括基本组分与固化剂。基本组分与固化剂按10:1重量比完全混合,中等粘度混合液的稠度与SAE 40机油相似。无论厚薄,混合液将固化成为具有韧性的透明弹性体,最适用于电子/电气方面的封装与灌封应用。 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在25~150℃的温度范围内固化,无放热现象,无需二次固化。固化过程完成后,可立即在-55~200℃的温度范围内使用。 产品特性:低毒性,在常规的工业操作中,无特别的注意事项; 无溶剂或固化副产物, 固化时不放热;无需特殊的通风条件,不会产生腐蚀;固化时,收缩量小; 固化后, 透明具有弹性;抗震与减缓机械震动;振动的传递性能小;元件可裸视检查与易修补性; 环保性能;低吸水性,良好的耐辐射性能;高真空状态下的低漏气性; 优异的电性能;较大温度范围内的稳定性, 抗解聚;在-55~200℃范围内,甚至在密闭状态下保持弹性与柔韧性,性能稳定; 阻燃性,UL可燃性分级为94 V-1,温度等级:130℃ 产品用途: 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在电气/电子的封装与灌封方面有广泛的应用。