TOPCon太陽能電池的UV輻照衰減特性主要受正面和背面鈍化方式的影響，正面更容易受到UV輻照的影響。通過提高SiNx層的折射率和增加AlOx層的厚度，可以有效提高TOPCon太陽能電池的抗UV輻照能力，減少光電轉(zhuǎn)換效率的衰減。

本文針對TOPCon太陽能電池在不同UV輻照條件下的電性能衰減特性進(jìn)行研究，并對提高此類太陽能電池抗UV輻照的方式進(jìn)行分析。通過美能復(fù)合紫外老化試驗箱的測試，我們能夠更全面地評估TOPCon太陽能電池在不同UV輻照條件下的性能表現(xiàn)。

研究方法

選取A、B、C三家廠商生產(chǎn)的TOPCon太陽能電池，采用單晶硅片制備成太陽能電池。使用紫外環(huán)境箱對太陽能電池進(jìn)行UV輻照處理，并利用I-V測試設(shè)備測試電性能。

測試了太陽能電池正面和背面在未蓋光伏鍍膜玻璃、蓋有光伏鍍膜玻璃兩種情況下的電性能衰減。分析了不同SiNx層折射率和AlOx層厚度對太陽能電池抗UV輻照能力的影響。實(shí)驗準(zhǔn)備

TOPCon太陽能電池的制備流程

展示了TOPCon太陽能電池的制備流程，包括激光摻雜（SE）、硼硅玻璃（BSG）、低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）、磷硅玻璃（PSG）和原子層沉積（ALD）等步驟。

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三種太陽能電池的初始電性能參數(shù)

紫外環(huán)境箱在UV波段的光譜能量分布

波長范圍：280 nm到400 nm，覆蓋了UVA（320-400 nm）和UVB（280-320 nm）波段。

能量分布：光譜輻照度在不同波長下的變化，UVA的能量分布較高，而UVB的能量分布相對較低。不同UV輻照下的太陽能電池電性能測試

正面未蓋光伏鍍膜玻璃的受UV輻照后的各項電性能變化趨勢

在正面未蓋光伏鍍膜玻璃的情況下，UV輻照對TOPCon太陽能電池的電性能有顯著影響，尤其是光電轉(zhuǎn)換效率和開路電壓的衰減較為明顯。

C太陽能電池在各項電性能參數(shù)上的衰減幅度均小于A和B太陽能電池，表明其抗UV輻照能力較強(qiáng)。太陽能電池開路電壓的衰減是導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率衰減的主要原因。

背面未蓋光伏鍍膜玻璃UV輻照后的各項電性能參數(shù)變化趨勢

在背面未蓋光伏鍍膜玻璃的情況下，UV輻照對TOPCon太陽能電池的電性能影響較小，且C太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在UV輻照后有所提升。

A和B太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在UV輻照后略有衰減，但幅度較小，表明背面UV輻照對太陽能電池的電性能影響相對有限。

填充因子的衰減是導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率衰減的主要原因，但C太陽能電池的填充因子衰減幅度最小，進(jìn)一步驗證了其背面抗UV輻照能力較強(qiáng)。

不同UV輻照總量下三種太陽能電池的EQE曲線

UV輻照對TOPCon太陽能電池的短波段（300～450 nm）光電轉(zhuǎn)換能力有顯著影響，隨著UV輻照總量的增加，短波段的EQE值逐漸下降。

C太陽能電池在短波段的EQE下降幅度最小，表明其在短波段的抗UV輻照能力較強(qiáng)。

不同暗退火工藝時間后三種太陽能電池的EQE曲線

暗退火工藝對A和B太陽能電池在短波段（300～450 nm）的光電轉(zhuǎn)換能力有一定的修復(fù)作用，但隨著暗退火工藝時間的增加，修復(fù)效果逐漸減弱。

C太陽能電池的EQE曲線在暗退火工藝后變化不大，表明其在短波段的光電轉(zhuǎn)換能力受UV輻照影響較小，且暗退火工藝對其影響有限。

A和B太陽能電池在短波段的EQE值恢復(fù)幅度較大，表明其在短波段的光電轉(zhuǎn)換能力受UV輻照影響較大，且暗退火工藝對其有一定的修復(fù)作用。

正面蓋有光伏鍍膜玻璃受UV輻照后的各項電性能參數(shù)變化趨勢

在正面蓋有光伏鍍膜玻璃的情況下，UV輻照對TOPCon太陽能電池的電性能影響較小，且C太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在UV輻照后基本保持不變。

A和B太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率在UV輻照后略有衰減，但幅度較小，表明光伏鍍膜玻璃能有效阻擋大部分UV輻照，降低其對太陽能電池電性能的不利影響。

填充因子的衰減是導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率衰減的主要原因，但C太陽能電池的填充因子衰減幅度最小，進(jìn)一步驗證了其抗UV輻照能力較強(qiáng)。TOPCon太陽能電池的抗UV輻照方式分析

不同SiNx層折射率時，電池電性能隨UV輻照總量的變化量

在AlOx層厚度保持不變的情況下，隨著SiNx層折射率的增加，TOPCon太陽能電池的電性能衰減幅度逐漸減小。

當(dāng)SiNx層折射率為2.20時，TOPCon太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率、短路電流、開路電壓和填充因子的衰減幅度均最小，表明其抗UV輻照能力較強(qiáng)。

SiNx層折射率的增加有助于提升TOPCon太陽能電池的抗UV輻照能力，減少電性能的衰減。

不同AlOx層厚度時，電池電性能隨UV輻照總量的變化量

在SiNx層折射率保持不變的情況下，隨著AlOx層厚度的增加，TOPCon太陽能電池的電性能衰減幅度逐漸減小。

當(dāng)AlOx層厚度為4.8 nm時，TOPCon太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率、短路電流、開路電壓和填充因子的衰減幅度均最小，且填充因子有所增大，表明其抗UV輻照能力較強(qiáng)。

增加AlOx層厚度有助于提升TOPCon太陽能電池的抗UV輻照能力，減少電性能的衰減。

本研究通過對TOPCon太陽能電池在不同UV輻照條件下的電性能衰減特性進(jìn)行深入分析，揭示了太陽能電池正面和背面在UV輻照下的衰減機(jī)理差異，并提出了有效的抗UV輻照策略。實(shí)驗結(jié)果表明，UV輻照對太陽能電池正面的影響更為顯著，而通過提高SiNx層的折射率和增加AlOx層的厚度，可以顯著提升TOPCon太陽能電池的抗UV輻照能力，減少光電轉(zhuǎn)換效率的衰減。美能復(fù)合紫外老化試驗箱

美能復(fù)合紫外老化試驗箱進(jìn)行加速老化測試，該試驗箱能夠提供280至400nm范圍內(nèi)的紫外光譜，模擬太陽能光中的紫外部分，同時保持150至250W/㎡的輻照強(qiáng)度，以加速老化過程。

• 輻照強(qiáng)度：150-250W/㎡（可定制500-1000W/㎡超級紫外）

• UVB含量：3%-9%

光譜范圍：280-400nm

美能復(fù)合紫外老化試驗箱能夠精確控制UV輻照的強(qiáng)度和時間，確保實(shí)驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。通過美能復(fù)合紫外老化試驗箱的測試，我們能夠更全面地評估TOPCon太陽能電池在不同UV輻照條件下的性能表現(xiàn)，為優(yōu)化太陽能電池的抗UV輻照能力提供了重要的實(shí)驗依據(jù)。

原文出處：TOPCon 太陽電池的 UV輻照衰減特性及抗 UV 輻照方式研究

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