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太陽(yáng)能電池居然怕曬太陽(yáng)?怎么破?

核心提示:今天就來(lái)介紹一個(gè)新近發(fā)現(xiàn)的“引狼入室”的問(wèn)題——為了使得電池能更多的利用紫外光發(fā)電,反而引入了更快的衰減。
   太陽(yáng)能電池怕曬太陽(yáng),一曬太陽(yáng)就要見(jiàn)光死?這聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)啼笑皆非,但又是確鑿無(wú)誤的事實(shí)。背板紫外光光解、EVA變色、有機(jī)電池(有機(jī)電池、燃料敏化電池、鈣鈦礦電池)紫外光光解、晶硅電池的光致衰減和光熱衰減,都是光照造成的問(wèn)題,嚴(yán)重影響發(fā)電效率和組件可靠性。經(jīng)過(guò)學(xué)界工業(yè)界不懈的努力,其中的很多問(wèn)題都已經(jīng)成為了歷史。但往往伴隨著對(duì)效率的不懈追求,新光伏技術(shù)的誕生又引發(fā)新的問(wèn)題又會(huì)出來(lái)!
太陽(yáng)能電池居然怕曬太陽(yáng)?怎么破?
  
  今天就來(lái)介紹一個(gè)新近發(fā)現(xiàn)的“引狼入室”的問(wèn)題——為了使得電池能更多的利用紫外光發(fā)電,反而引入了更快的衰減。
  
  高紫外透光組件
  
  傳統(tǒng)組件基本上是不指望紫外光發(fā)電的,原因大致在于:
  
  -組件玻璃含鐵量比較高,紫外光透不了多少到電池上去;
  
  -晶硅發(fā)射極表面摻雜濃度比較高,形成“死層”,短波長(zhǎng)光復(fù)合嚴(yán)重,沒(méi)法有效利用紫外光。
  
  但是紫外光畢竟能量很大,所以一直有人都在打它的主意。高透玻璃、減反玻璃、改進(jìn)正銀、輕摻雜發(fā)射極,使得利用紫外光的可能性大大增加。于是作為最后一道障礙,人們開(kāi)發(fā)了高紫外透過(guò)率的EVA。高透EVA可以使得短路電流和最后的發(fā)電效率提升1.7%,剛當(dāng)可觀。
  
  高紫外透光組件的衰減問(wèn)題
  
  可是問(wèn)題來(lái)了,研究人員發(fā)現(xiàn),紫外光對(duì)電池有嚴(yán)重傷害。基本上,隨著紫外線的注入量的增加,電池指標(biāo)基本上是線性下降。其中開(kāi)路電壓的下降尤其厲害。
  http://lifeprecor.com/
  (Witteck,PIP,2017)
  
  尋找衰減根源的過(guò)程,跟兇殺案?jìng)善埔矝](méi)什么區(qū)別了:
  
  -光浸潤(rùn)基本排除了LID的影響;
  
  -EVA和玻璃的透光率也沒(méi)有變化,排除了變色的因素,矛頭進(jìn)而指向了材料鈍化;
  
  -建立標(biāo)準(zhǔn)二極管模型,發(fā)現(xiàn)開(kāi)路電壓下降的主要因素是SRH復(fù)合增加;
  
  -結(jié)合長(zhǎng)期以來(lái)的報(bào)道,基本事實(shí)得到了澄清:氮化硅/硅界面受到了破壞,導(dǎo)致了氫鈍化效果下降,硅懸掛鍵增多,表面復(fù)合增加。
  
  -經(jīng)過(guò)計(jì)算,想要解開(kāi)氫-硅的鍵合,需要的光能剛好在300多納米的位置,正好在紫外區(qū)。證據(jù)鏈的最后一環(huán)終于找到了:紫外線導(dǎo)致的氮化硅鈍化效果下降正是罪魁禍?zhǔn)祝?/div>
http://lifeprecor.com/
  
  經(jīng)過(guò)計(jì)算,高紫外透光組件的“紅利”,大概在戶外使用10年以后完全被衰減耗盡,如果十年以后繼續(xù)衰減,高紫外透光組件的全生命周期發(fā)電增益還有沒(méi)有,還真不好說(shuō)呢!
  
  嚴(yán)格說(shuō)這還不算是后記,畢竟這還是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。紫外光,要還是不要?要的話,衰減問(wèn)題如何解決?光伏是一個(gè)高度創(chuàng)新同時(shí)又高度保守的行業(yè),每一次技術(shù)創(chuàng)新,往往伴隨著新的問(wèn)題,等著去解決。
  
  曲折中前進(jìn),正是光伏事業(yè)的魅力所在!

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