MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32316531
■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordyp263mf5760
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a600
■1001  ▼aLiu,  Kuan-Jen.
■24510▼aInvestigating  the  Delamination  Mechanisms  and  Degradation  Kinetics  of  Solar  Module  Materials
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a278  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Dauskardt,  Reinhold;Gu,  Wendy.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2025.
■520    ▼aDelamination  remains  a  cause  of  interfacial  failure  in  perovskite  and  silicon  modules  that  limit  their  lifetimes,  posing  a  reliability  risk.  Delamination  occurs  when  the  driving  force  for  fracture,  G,  exceeds  the  interfacial  or  bulk  film  fracture  toughness,  Gc.  During  the  fabrication  of  the  layers  in  a  perovskite  solar  cell,  delamination  or  thin-film  fracture  may  occur  due  to  tensile  film  stresses  that  build  up  due  to  thermal  expansion  coefficient  mismatch  between  the  charge  transport  and  active  layers  with  the  underlying  substrate,  which  is  exacerbated  when  the  deposited  film  thicknesses  are  large  or  if  the  processing  temperatures  are  high.  This  dissertation  first  addresses  the  perovskite  film  fracture  challenge  by  putting  forward  a  predictive  thin-film  fracture  mechanical  model  that  links  the  processing  parameters  such  as  annealing  temperature  and  film  thickness  to  G.  When  G    Gc,  the  model  predicts  delamination  would  occur,  which  clearly  defines  the  limits  on  the  processing  temperatures  and  film  thicknesses.  Computations  with  common  deposition  methods  and  mechanical  design  guidelines  are  provided  to  prevent  film  fracture  when  manufacturing  perovskite  solar  cells.  Next,  this  dissertation  discusses  the  delamination  and  encapsulant  degradation  reliability  challenges  in  current  commercial  crystalline  silicon  photovoltaic  modules.  In  silicon  photovoltaic  modules,  degradation  of  the  polymeric  encapsulants  that  lead  to  mechanical  embrittlement  and  delamination  remains  a  cause  of  failure  in  solar  installations,  characterized  by  a  decrease  in  the  adhesion  energy,  Gc,  at  the  encapsulant/cell  and  encapsulant/glass  interfaces  over  prolonged  field  aging  times.  This  dissertation  presents  a  predictive  multiscale  reliability  model  that  connects  the  degraded  encapsulant  molecular  structure  and  interfacial  bonding  to  the  decreasing  mechanical  and  fracture  properties.  The  model  is  applied  to  predict  the  lifetimes  of  solar  modules  that  contain  common  commercial  encapsulants  such  as  poly(ethylene-co-vinyl)  acetate  (EVA)  and  polyolefin  elastomer  (POE).  The  reliability  model  incorporates  previous  missing  aspects  such  as  incorporating  encapsulant  crosslinking,  identifying  the  failure  interface,  and  rigorously  computing  the  contribution  of  attendant  plasticity  during  the  delamination  (fracture)  process.  Next,  this  dissertation  presents  accelerated  aging  experiments  on  free-standing  encapsulant  films  and  adhesion  coupons  (cell/encapsulant/glass  laminates).  These  aging  tests,  when  combined  with  chemical,  thermal,  and  mechanical  characterization  techniques,  are  used  to  probe  the  degradation  and  crosslinking  kinetics  in  the  polymeric  encapsulants  and  their  interfaces  with  the  adjacent  cell  and  glass  substrates.  These  results  further  provide  experimental  data  to  validate  the  multiscale  reliability  model.  Accelerated  aging  conditions  were  picked  to  systematically  vary  the  environmental  stressors  (temperature,  humidity,  UV)  to  study  their  impacts  on  degradation  rates.  This  work  then  investigates  how  the  order  of  sequenced  tests  (e.g.  UV  weathering  before  hygrometric  aging  vs.  after  hygrometric  aging)  affects  degradation  rates  and  interfacial  adhesion,  which  could  potentially  be  incorporated  into  the  IEC  standards  to  ensure  more  robust  modules.  Lastly,  future  directions  for  research  are  discussed  that  could  further  advance  the  solar  reliability  research  presented  in  this  work.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aMechanical  properties
■650  4▼aPhysical  fitness
■650  4▼aFailure
■650  4▼aGlass  substrates
■650  4▼aThermogravimetric  analysis
■650  4▼aDiscount  coupons
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■650  4▼aMaterials  science
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■650  4▼aHigh  school  basketball
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■650  4▼aMathematics
■650  4▼aMechanics
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■650  4▼aPolymer  chemistry
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■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360819▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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