太阳能电池居然怕晒太阳？怎么破？

太阳能电池怕晒太阳，一晒太阳就要见光死?这听起来有点啼笑皆非，但又是确凿无误的事实。背板紫外光光解、EVA变色、有机电池(有机电池、燃料敏化电池、钙钛矿电池)紫外光光解、晶硅电池的光致衰减和光热衰减，都是光照造成的问题，严重影响发电效率和组件可靠性。经过学界工业界不懈的努力，其中的很多问题都已经成为了历史。但往往伴随着对效率的不懈追求，新的问题又会出来!

今天兔子就来介绍一个新近发现的“引狼入室”的问题——为了使得电池能更多的利用紫外光发电，反而引入了更快的衰减。光伏同仁们的创(作)新(死)能力，就是这么强!

高紫外透光组件

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传统组件基本上是不指望紫外光发电的，原因大致在于：

- 组件玻璃含铁量比较高，紫外光透不了多少到电池上去;

- 晶硅发射极表面掺杂浓度比较高，形成“死层”，短波长光复合严重，没法有效利用紫外光。

但是紫外光毕竟能量很大，所以一直有人都在打它的主意。高透玻璃、减反玻璃、改进正银、轻掺杂发射极，使得利用紫外光的可能性大大增加。于是作为最后一道障碍，人们开发了高紫外透过率的EVA。高透EVA可以使得短路电流和最后的发电效率提升1.7%，刚当可观。

高紫外透光组件的衰减问题

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可是问题来了，研究人员发现，紫外光对电池有严重伤害。基本上，随着紫外线的注入量的增加，电池指标基本上是线性下降。其中开路电压的下降尤其厉害。

(Witteck, PIP, 2017)

寻找衰减根源的过程，跟凶杀案侦破也没什么区别了：

- 光浸润基本排除了LID的影响;

- EVA和玻璃的透光率也没有变化，排除了变色的因素，矛头进而指向了材料钝化;

- 建立标准二极管模型，发现开路电压下降的主要因素是SRH复合增加;

- 结合长期以来的报道，基本事实得到了澄清：氮化硅/硅界面受到了破坏，导致了氢钝化效果下降，硅悬挂键增多，表面复合增加。

- 经过计算，想要解开氢-硅的键合，需要的光能刚好在300多纳米的位置，正好在紫外区。证据链的最后一环终于找到了：紫外线导致的氮化硅钝化效果下降正是罪魁祸首!

经过计算，高紫外透光组件的“红利”，大概在户外使用10年以后完全被衰减耗尽，如果十年以后继续衰减，高紫外透光组件的全生命周期发电增益还有没有，还真不好说呢!

严格说这还不算是后记，毕竟这还是一个悬而未决的问题。紫外光，要还是不要?要的话，衰减问题如何解决?光伏是一个高度创新同时又高度保守的行业，每一次技术创新，往往伴随着新的问题，等着去解决。