紫外線誘導降解（UVID）對TOPCon組件的影響

TOPCon光伏組件隨著技術(shù)的成熟和成本的降低，在全球范圍內(nèi)得到了迅速的推廣和應(yīng)用。然而，由于電池對紫外線輻射的敏感性增加，TOPCon技術(shù)容易受到紫外線誘導降解（UVID）的影響，這對組件的性能、壽命和保修均產(chǎn)生了影響。美能紫外老化試驗箱，可通過模擬不同光照情況來監(jiān)控組件在光照下產(chǎn)生的變化，可用于光伏組件產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量把控或評估組件組成后耐用性的變化試驗。

可再生能源測試中心（RETC）于2024年發(fā)布的組件報告中指出，n-TOPCon電池組件中UVID（紫外線誘導衰減）風險呈上升態(tài)勢。RETC表示，部分新型電池技術(shù)（其中最為明顯的當屬 n-TOPCon）似乎較為容易受到UVID的影響。在測試的模型中，有40%達到了UVID高標準，這意味著衰減率低于2%。由此可見，UVID極有可能成為目前面臨的主要可靠性問題。

UVID誘導降解模式

UVID誘導降解模式

SiNx/Si界面的復(fù)合：UV 光子能量＞3.5eV（λ＜360nm）時，會打破SiNx/Si界面的Si - H鍵。通過產(chǎn)生懸掛鍵，降低了鈍化質(zhì)量，從而增加了發(fā)射極飽和電流并降低了載流子壽命。

硅體復(fù)合：UV會導致載流子注入，改變雜質(zhì)電荷狀態(tài)（和遷移率），并且在轉(zhuǎn)移過程中結(jié)合形成體缺陷中心。這種體缺陷中心的形成會進一步影響電池的性能和穩(wěn)定性。

熱載流子效應(yīng)：產(chǎn)生熱電子（具有高遷移率和高動能），當熱電子超過界面勢壘時，會損壞鈍化層并增加界面態(tài)密度。這一效應(yīng)也對電池的鈍化層等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)造成破壞，進而影響電池的整體性能。

UVID 測試過程及條件

在60°C 短路條件下，組件正面暴露于120kWh/m2的 UV（280 - 400nm）?？俇V劑量相當于1-2年的戶外暴露量（具體取決于位置）。UVID 測試設(shè)置符合 IEC61215：2021 MQT10 要求，使用金屬鹵化物燈，UVB含量在3-9% 范圍內(nèi)。

功率降解情況分析

整體功率損失范圍：

UVID-120 后功率損失從0.6%到16.6%不等。這一數(shù)據(jù)顯示出不同組件在 UVID 測試后的功率損失差異較大，反映了組件對 UVID 的敏感性存在差異以及不同組件的抗降解能力不同。

TOPCon 組件的功率降解情況：

超過 50% 的TOPCon 組件呈現(xiàn)出功率降解＞5%/年，這表明 TOPCon組件在 UVID 影響下功率降解較為明顯，是需要重點關(guān)注和研究解決的問題。

受影響參數(shù)分析：

Voc是受影響最大的參數(shù)，歸因于鈍化損失；其次是 Isc 和 FF。在性能良好的組件中，Isc 損失最小。這種參數(shù)受影響的差異為深入研究 UVID 降解機制和改進組件性能提供了重要的線索和方向。

應(yīng)對UVID的措施及進展

紫外線會影響 TOPCon 電池鈍化層，光伏制造商正在積極尋求處理方法以減輕這種影響。通過遵循IEC61215：2021 MQT10 對紫外線檢測標準和程序，部分制造商似乎已經(jīng)在一定程度上控制了 UVID。近日，天合光能基于TOPCon技術(shù)的Vertex N 720W系列組件在UV300測試中展現(xiàn)出優(yōu)異性能，衰減率低至1.6%；正泰太陽能的n型TOPCon光伏組件也通過了嚴格的UVID測試，在UV60照射下衰減率僅為 0.7%。確保 TOPCon 組件抗 UVID 的最佳方法之一是通過 UV 測試，這有助于篩選出性能優(yōu)良的組件，提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，以滿足市場對高質(zhì)量光伏組件的需求。

美能UV紫外老化試驗箱

美能UV紫外老化試驗箱，通過模擬不同光照情況來監(jiān)控組件在光照下產(chǎn)生的變化，可用于光伏組件產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量把控或評估組件組成后耐用性的變化試驗。

• 輻照強度：150-250W/㎡（可定制500-1000W/㎡超級紫外）
• UVB含量：3%-9%

光譜范圍：280-400nm

通過紫外線（UV）老化測試，為整個光伏行業(yè)在應(yīng)對 UVID 問題上提供了有益的經(jīng)驗和借鑒，推動行業(yè)不斷改進技術(shù)和提高產(chǎn)品質(zhì)量。美能UV紫外老化試驗箱，能夠詳細評估組件在長期環(huán)境暴露后的穩(wěn)定性，還能為產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

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