太陽能電池居然怕曬太陽？怎麼破？

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，嚴重影響發電效率和組件可靠性。經過學界工業界不懈的努力，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新的問題又會出來！

今天就來介紹一個新近發現的「引狼入室」的問題——為了使得電池能更多的利用紫外光發電，反而引入了更快的衰減。

高紫外透光組件

傳統組件基本上是不指望紫外光發電的，原因大致在於：

-組件玻璃含鐵量比較高，紫外光透不了多少到電池上去；

-晶硅發射極表面摻雜濃度比較高，形成「死層」，短波長光複合嚴重，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、輕摻雜發射極，使得利用紫外光的可能性大大增加。於是作為最後一道障礙，人們開發了高紫外透過率的EVA。高透EVA可以使得短路電流和最後的發電效率提升1.7%，剛當可觀。

高紫外透光組件的衰減問題

可是問題來了，研究人員發現，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麼區別了：

-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；

-建立標準二極體模型，發現開路電壓下降的主要因素是SRH複合增加；

-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，表面複合增加。

-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。證據鏈的最後一環終於找到了：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年以後完全被衰減耗盡，如果十年以後繼續衰減，高紫外透光組件的全生命周期發電增益還有沒有，還真不好說呢！

嚴格說這還不算是後記，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？光伏是一個高度創新同時又高度保守的行業，每一次技術創新，往往伴隨著新的問題，等著去解決。曲折中前進，正是光伏事業的魅力所在！

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