Il danno o il degrado che celle solari policristalline sono soggetti a dopo aver sperimentato l'espansione termica multipla e la contrazione è in realtà strettamente correlata alle caratteristiche della loro struttura e materiali. Poiché le celle solari assorbono le radiazioni solari per generare calore durante il giorno, quando la temperatura scende bruscamente di notte o nei giorni nuvolosi, ci saranno differenze di temperatura significative sulla superficie delle cellule. Questa sollecitazione termica provoca l'espansione e la contrazione dei materiali cellulari, che aumenta il carico meccanico nel suo uso a lungo termine, che può causare affaticamento del materiale, cracking o altri danni strutturali.
In particolare, le celle solari di silicio policristallino, sebbene abbiano un'elevata efficienza di conversione e bassi costi di produzione, hanno una scarsa resistenza al calore rispetto alle cellule di silicio monocristalline a causa della loro struttura cristallina di silicio complessa e irregolare. Con ripetute espansioni termiche e contrazioni, i materiali di silicio policristallino possono sviluppare microcrack e persino formare crepe più grandi in uso a lungo termine. Queste fessure non solo influenzano l'efficienza di conversione fotoelettrica, ma possono anche influire sulla connessione elettrica e la disconnessione del circuito della cella, causando il fallimento o il degrado della cella in variazioni di temperatura estrema.
I materiali di imballaggio e gli strati di vetro esterni di celle solari policristalline sono anche influenzati dalle differenze di temperatura. Sebbene le moderne celle solari utilizzino una tecnologia di imballaggio migliorata e un vetro rafforzato per migliorare la resistenza al calore, lo stress termico eccessivo può ancora causare cracking del vetro o spargimento dello strato di imballaggio, aumentando il rischio di contaminazione e penetrazione di umidità sulla superficie cellulare. Questo danno fisico influisce direttamente sull'efficienza della generazione di energia della cella e può portare a guasti elettrici più gravi.
Al fine di affrontare questi problemi, molti produttori di celle solari multicristalline di alta qualità hanno iniziato a utilizzare materiali con coefficienti di espansione termica abbinati per ridurre l'impatto dello stress termico sulla cellula. Inoltre, con il continuo avanzamento della tecnologia, ci sono anche alcuni nuovi materiali, come le celle solari a film sottile, che hanno una forte tolleranza allo stress termico e possono adattarsi meglio tra temperature alte e basse, riducendo potenziali problemi causati dall'espansione termica e contrazione.
Anche così, quando si utilizzano celle solari multicristalline, i fattori ambientali hanno ancora un impatto importante sulla loro durata. In condizioni climatiche estreme, la durata di servizio delle celle solari può essere influenzata, quindi quando si sceglie una posizione di installazione, è necessario dare priorità ad aree con piccole differenze di temperatura. Inoltre, la pulizia e l'ispezione regolari possono anche aiutare a rilevare possibili microcrack o altri problemi strutturali e adottare misure per ripararli o sostituirli il più presto possibile per garantire il funzionamento a lungo termine ed efficiente della batteria.33
