硅異(yi)質(zhi)結(jie)太陽能電(dian)池(chi)對紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(UV)敏感。二次離子(zi)質(zhi)譜(SIMS)分(fen)析表明，365nm 紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)會解(jie)離 Si-H 鍵，導(dao)致氫(qing)(qing)原子(zi)從(cong) a-Si:H/c-Si 界(jie)面(mian)遷移并形成(cheng)亞穩(wen)態缺陷。東方日升(sheng)全(quan)球光伏研究(jiu)院(yuan)聯合(he)東南大學，針對n型(xing)異(yi)質(zhi)結(jie)電(dian)池(chi)和組件的(de)(de)紫(zi)外(wai)(wai)穩(wen)定性進行了(le)深度(du)機理性的(de)(de)研究(jiu)，開發了(le)低紫(zi)外(wai)(wai)損傷連續PECVD 工(gong)藝，通過優化(hua)i1鈍化(hua)層氫(qing)(qing)含量(liang)達33%( a-Si0x:H)i2鈍化(hua)層氫(qing)(qing)含量(liang)達25%(a-Si:H)，使載流子(zi)壽命提升(sheng)至(zhi)3.6ms，紫(zi)外(wai)(wai)誘導(dao)衰減(UVID)從(cong)1.59%降至(zhi) 0.71%。

近日，相關研發(fa)成果以《Enhancing UV light stability in commercial silicon HJT solar cells and modules》發(fa)表于能源領(ling)域頂(ding)級(ji)(ji)期刊(kan)《Solar Energy》（圖(tu)1），首次(ci)系(xi)統性(xing)揭示了異(yi)質結(HJT)技術紫外線衰(shuai)減(UVID)的原子級(ji)(ji)機理，并創新(xin)性(xing)提出(chu)解決方案。這標志著中國光伏企業在核(he)心技術創新(xin)上(shang)再(zai)次(ci)實現全球引領(ling)。

圖1 Enhancing UV light stability in commercial silicon HJT solar cells and modules

01 直擊行業痛點：

破解HJT紫外衰減的“黑匣子”

長期以(yi)來，紫外(wai)線(xian)對n型(xing)高效電池的(de)侵(qin)蝕(shi)如(ru)同“隱(yin)形殺手”——365nm波長的(de)紫外(wai)光子(zi)會(hui)精(jing)準破壞硅氫(qing)鍵（Si-H），導(dao)致界面鈍化(hua)失(shi)效。作為鈍化(hua)效果最好，效率更優的(de)異質結電池，也不例(li)外(wai)。在(zai)這(zhe)次的(de)研究(jiu)中，團(tuan)隊通過二次離子(zi)質譜（SIMS） 首次捕捉到氫(qing)原子(zi)遷(qian)移軌跡（圖2）。

圖2 氫(qing)原子遷移

氫原子從(cong)a-Si:H/c-Si界面逃逸至表面，造成鈍化層空洞(dong)化，Voc與FF顯著衰(shuai)減(jian)。這一發現顛(dian)覆(fu)了行業對紫外衰(shuai)減(jian)的模(mo)糊認(ren)知，為根治技術難題奠定(ding)基礎。

02 技術破局：

從材料基因到工藝革命

創(chuang)新1：

全球(qiu)首創

“低(di)紫(zi)外損傷連續PECVD沉積”工藝

團隊開發低(di)紫外損(sun)傷連(lian)續PECVD沉積(ji)技術（專(zhuan)利(li)號已申請），在界(jie)面層植入“氫原子防護網”：

● 首(shou)創梯(ti)度氫(qing)含(han)量(liang)設(she)計：i?層（a-SiO?:H）氫(qing)含(han)量(liang)33% → i?層（a-Si:H）25%

● 載流子壽命提升至3.6ms（行(xing)業均值<2.5ms），UVID衰(shuai)減率降低55%（從1.59%→0.71%）（圖3）

圖3 各(ge)參數電性能變化

創(chuang)新2：

溫度與(yu)紫外衰(shuai)減的顛(dian)覆性發現(xian)

研究首次建立了(le)紫外強度(du)-暴露時間-溫度(du)的關聯模型：如(ru)圖4所示。從實驗數據證(zheng)明(ming)：

1. 延長紫外暴露時間(jian)與增強紫外強度將加劇UVID；

2. 高溫環境(jing)（≥110℃）可(ke)完全抑制(zhi)UVID（即使100%紫外功(gong)率）；

3. 60倍光強(qiang)光注入處理（60 suns）可修復短期紫(zi)外損傷（6-20 kWh/m2）。

圖4 三(san)因素關聯模型

03 持續引領：

從實驗室到全球電站的承諾

“這項(xiang)研究不僅發表于頂級期刊，更已導入東方日(ri)升Hyper-ion伏(fu)曦Pro異質結電(dian)池和組件產線。”——Shehroz Razzaq博(bo)士（論文第一(yi)作者）指出，“我們(men)通過材料(liao)基因優化-電(dian)池工藝創新(xin)-紫外截(jie)止封裝系統的三(san)重技術(shu)閉環(huan)，有(you)效地(di)改善了HJT電(dian)池和組件的UVID性能。”

東方日(ri)(ri)升一(yi)直致力于異(yi)質結(jie)技術(shu)的持續研發和(he)優化(hua)，近三(san)年來，東方日(ri)(ri)升全球光伏研究院在HJT領域發表核心期刊論文7篇，專利(li)授權330余項(xiang)，實驗室效率(lv)26.5% → 量(liang)產效率(lv)26.2%（2024Q1數據），目前(qian)HJT電池最佳批次平均效率(lv) 26.4%，冠軍電池效率(lv) 26.61%。積極參與標準(zhun)(zhun)(zhun)化(hua)工作，主參編(bian)各類標準(zhun)(zhun)(zhun)共(gong)計36項(xiang)，具體包括：國家(jia)標準(zhun)(zhun)(zhun)8項(xiang)（主編(bian)1項(xiang)，參編(bian)7項(xiang)）、行業(ye)標準(zhun)(zhun)(zhun)7項(xiang)、團體標準(zhun)(zhun)(zhun)21項(xiang)，并于近期著手(shou)申請《Rapid stabilization treatment method for metastable PV modules 》IEC國際(ji)標準(zhun)(zhun)(zhun)立項(xiang)。

“在(zai)東(dong)方日升(sheng)，我(wo)們(men)始終聚焦(jiao)能源(yuan)技術(shu)的(de)本質價(jia)值——通過原(yuan)子級界面鈍化和(he)氫鍵(jian)行為(wei)優化，讓(rang)每一縷(lv)陽(yang)光都轉(zhuan)化為(wei)經(jing)得起時間考驗的(de)綠色(se)能量。” 東(dong)方日升(sheng)全球光伏(fu)研究院院長(chang)楊伯川博士強調說，“這不僅是效率和(he)可靠性的(de)提升(sheng)，更(geng)是對新(xin)能源(yuan)可持續性的(de)根(gen)本承(cheng)諾。”