TOPCon電池UV衰減機(jī)理分析主要涉及其對紫外線輻射的敏感性以及由此引發(fā)的性能退化。以下是對該機(jī)理的詳細(xì)分析：

一、紫外線輻射的影響

紫外線（UV）因其較短的波長、較高的能量和較強(qiáng)的穿透能力，對電池和組件封裝材料具有很強(qiáng)的破壞性。對于TOPCon電池而言，紫外線輻射的影響尤為明顯，可能導(dǎo)致電池性能過早退化。

二、TOPCon電池UV衰減的機(jī)理

1. Si-H鍵斷裂：

• UV暴露會導(dǎo)致TOPCon太陽能電池中的Si-H鍵斷裂，氫含量顯著下降，空隙密度增加，從而在表面引入更多缺陷，導(dǎo)致表面鈍化劣化，進(jìn)而造成組件衰減。

2. 鈍化質(zhì)量降低：

• 當(dāng)UV光子能量大于3.5eV（波長小于360nm）時，會打破SiNx/Si界面的Si-H鍵，產(chǎn)生懸掛鍵，進(jìn)而降低鈍化質(zhì)量。這會增加發(fā)射極飽和電流并降低載流子壽命，從而影響電池性能。

3. 硅體復(fù)合：

• UV會導(dǎo)致載流子注入，改變雜質(zhì)電荷狀態(tài)（和遷移率），并在轉(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(jìn)一步影響電池的性能和穩(wěn)定性。

4. 熱載流子效應(yīng)：

• UV輻射還可能產(chǎn)生熱電子（具有高遷移率和高動能）。當(dāng)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)對電池的鈍化層等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)造成破壞，進(jìn)而影響電池的整體性能。

三、UV衰減測試與應(yīng)對措施

1. UV衰減測試：

• 光伏組件在紫外光照射下的性能變化是影響其長期可靠性的重要因素。因此，越來越多的檢測機(jī)構(gòu)注重對光伏組件采取更為嚴(yán)苛的UVID（紫外線誘導(dǎo)衰減）測試。

• 可通過紫外老化試驗箱模擬不同光照情況來監(jiān)控組件在光照下產(chǎn)生的變化，評估組件組成后的耐用性。

2. 應(yīng)對措施：

• 針對TOPCon電池的UV衰減問題，制造商正在積極尋求處理方法以減輕這種影響。例如，通過優(yōu)化電池端的鍍膜工藝和燒結(jié)技術(shù)來改善UV衰減。

• 此外，選擇高質(zhì)量的封裝材料也是提高組件抗UV能力的重要手段。

四、實例分析

• 自主研發(fā)的N型TOPCon電池片所制成的雙玻組件在紫外線老化測試中展現(xiàn)出了驚人的穩(wěn)定性，平均衰減率低于1%，遠(yuǎn)低于行業(yè)測試標(biāo)準(zhǔn)。這得益于其在電池端通過ALD高質(zhì)量疏密膜層工藝開發(fā)、鍍膜多膜層H鈍化工藝優(yōu)化以及同步匹配新型燒結(jié)技術(shù)所取得的突破。

• N型系列組件也通過了嚴(yán)苛的UV衰減測試，表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗UV實力。這進(jìn)一步驗證了新一代i-TOPCon電池技術(shù)和先進(jìn)的210產(chǎn)品技術(shù)平臺在提升組件UV衰減性能方面的有效性。

綜上所述，TOPCon電池的UV衰減機(jī)理主要涉及Si-H鍵斷裂、鈍化質(zhì)量降低、硅體復(fù)合以及熱載流子效應(yīng)等方面。通過加強(qiáng)UV衰減測試和采取有效的應(yīng)對措施，可以顯著降低TOPCon電池的UV衰減率，提高其長期可靠性和穩(wěn)定性。