太陽能電池居然怕曬太陽？怎么破？
光伏產業(yè)網訊
發(fā)布日期：2018-06-22
核心提示：
今天就來介紹一個新近發(fā)現(xiàn)的“引狼入室”的問題——為了使得電池能更多的利用紫外光發(fā)電，反而引入了更快的衰減。
太陽能電池怕曬太陽，一曬太陽就要見光死？這聽起來有點啼笑皆非，但又是確鑿無誤的事實。背板紫外光光解、EVA變色、有機電池（有機電池、燃料敏化電池、鈣鈦礦電池）紫外光光解、晶硅電池的光致衰減和光熱衰減，都是光照造成的問題，嚴重影響發(fā)電效率和組件可靠性。經過學界工業(yè)界不懈的努力，其中的很多問題都已經成為了歷史。但往往伴隨著對效率的不懈追求，新光伏技術的誕生又引發(fā)新的問題又會出來！
今天就來介紹一個新近發(fā)現(xiàn)的“引狼入室”的問題——為了使得電池能更多的利用紫外光發(fā)電，反而引入了更快的衰減。
高紫外透光組件
傳統(tǒng)組件基本上是不指望紫外光發(fā)電的，原因大致在于：
-組件玻璃含鐵量比較高，紫外光透不了多少到電池上去；
-晶硅發(fā)射極表面摻雜濃度比較高，形成“死層”，短波長光復合嚴重，沒法有效利用紫外光。
但是紫外光畢竟能量很大，所以一直有人都在打它的主意。高透玻璃、減反玻璃、改進正銀、輕摻雜發(fā)射極，使得利用紫外光的可能性大大增加。于是作為最后一道障礙，人們開發(fā)了高紫外透過率的EVA。高透EVA可以使得短路電流和最后的發(fā)電效率提升1.7%，剛當可觀。
高紫外透光組件的衰減問題
可是問題來了，研究人員發(fā)現(xiàn)，紫外光對電池有嚴重傷害。基本上，隨著紫外線的注入量的增加，電池指標基本上是線性下降。其中開路電壓的下降尤其厲害。
(Witteck,PIP,2017)
尋找衰減根源的過程，跟兇殺案偵破也沒什么區(qū)別了：
-光浸潤基本排除了LID的影響；
-EVA和玻璃的透光率也沒有變化，排除了變色的因素，矛頭進而指向了材料鈍化；
-建立標準二極管模型，發(fā)現(xiàn)開路電壓下降的主要因素是SRH復合增加；
-結合長期以來的報道，基本事實得到了澄清：氮化硅/硅界面受到了破壞，導致了氫鈍化效果下降，硅懸掛鍵增多，表面復合增加。
-經過計算，想要解開氫-硅的鍵合，需要的光能剛好在300多納米的位置，正好在紫外區(qū)。證據(jù)鏈的最后一環(huán)終于找到了：紫外線導致的氮化硅鈍化效果下降正是罪魁禍首！
經過計算，高紫外透光組件的“紅利”，大概在戶外使用10年以后完全被衰減耗盡，如果十年以后繼續(xù)衰減，高紫外透光組件的全生命周期發(fā)電增益還有沒有，還真不好說呢！
嚴格說這還不算是后記，畢竟這還是一個懸而未決的問題。紫外光，要還是不要？要的話，衰減問題如何解決？光伏是一個高度創(chuàng)新同時又高度保守的行業(yè)，每一次技術創(chuàng)新，往往伴隨著新的問題，等著去解決。
曲折中前進，正是光伏事業(yè)的魅力所在！