Utafiti wa Hivi Karibuni wa PIP: Mageuzi ya Kemikali

Jibu la haraka: Utafiti kuhusu uharibifu unaoweza kusababishwa na uwezo chini ya mwanga na joto — PIP — unafuatilia jinsi kemia ya mrundikano wa seli za TOPCon inavyobadilika chini ya mkazo ulioharakishwa badala ya tu kiasi cha nishati inayopotea. PIP inatofautiana na PID ya kawaida kwa kuwa uharibifu unasababishwa na mchanganyiko wa mwanga, joto na mkazo wa voltage, unaoiga hali za shambani kwa ukaribu zaidi kuliko jaribio la joto na unyevu wa giza. Kazi hii inatumia miundo ya wafer ya 182 mm na 105 mm na sampuli za kiwango cha moduli karibu 300 W, na hali za mkazo karibu 60 °C na hasara zilizoripotiwa karibu 11% katika visa vilivyoathirika. Kinachojalisha kwa utengenezaji ni kwamba uharibifu unaweza kurejeshwa kwa kiasi na kwa kiasi hauwezi, hivyo jaribio linalorekodi tu nishati ya mwisho linakosa utaratibu. Kufuatilia mabadiliko ya kemikali ndiko kunakotambua mabadiliko gani ya mrundikano yangeitatua.

Utengenezaji wa Moduli za PV · na Jerry, Ooitech

Usuli wa Utafiti

TOPCon Seli za Sola Chini ya Mfiduo wa UV" title="Utafiti wa Hivi Punde wa PIP: Mageuzi ya Kemikali na Uharibifu wa Umeme wa Seli za Sola za TOPCon Chini ya Mfiduo wa UV"/>

TOPCon imekuwa mojawapo ya teknolojia kuu katika tasnia ya photovoltaic ya silicon ya fuwele. Ufanisi wa juu, hata hivyo, haimaanishi moja kwa moja uthabiti wa muda mrefu. Tofauti katika uharibifu unaosababishwa na mionzi ya urujuanim, au UVID, zimeripotiwa katika miundo kadhaa ya seli za jua. Seli za TOPCon, PERC, na HJT zote zinaweza kuathiriwa, lakini maeneo ya uharibifu na mifumo kuu si sawa kabisa.

Majadiliano ya zamani kuhusu uharibifu wa UV mara nyingi yalilenga fotoni za nishati ya juu zinazovunja vifungo vya Si-H, zikifuatiwa na kutolewa kwa hidrojeni na mabadiliko katika passivation ya kiolesura. Wigo wa mionzi ya urujuanim unaopatikana katika mazingira halisi ya moduli ya PV haukomei kwa urefu mmoja wa wimbi. Uso wa mbele ulioangaziwa pia una maeneo kadhaa yaliyounganishwa, ikiwa ni pamoja na SiNx, Al2O3, emitter ya boroni, na mawasiliano ya chuma. Waandishi kwa hivyo wanahoji kwamba uharibifu wa UV katika seli za TOPCon haupaswi kuchunguzwa tu kwa tabia ya hidrojeni. Uhamishaji wa oksijeni na violesura vya mawasiliano pia ni muhimu.

Maelezo moja ni rahisi kupuuzwa. Kioo cha moduli kawaida huchuja mionzi mingi ya UVB, lakini hakilindi kabisa uso wa seli ulioangaziwa dhidi ya mfiduo wa mionzi ya urujuanim. Wigo unaojadiliwa katika karatasi hiyo unatawaliwa na UVA wakati bado una takriban 11% UVB. Waandishi walitumia sampuli zisizofungwa. Jaribio kwa hivyo halilingani na kuzeeka kwa nje ya moduli kamili, lakini husaidia kukuza na kutenganisha maeneo yanayohusika na UV kwenye uso wa mbele wa seli.

Karatasi hii inafaa kusomwa kama uchunguzi wa mifumo ya kushindwa badala ya utafiti wa uthibitisho wa maisha ya moduli. Upotevu wa ufanisi wa 6.72% wa jamaa baada ya UV60 haupaswi kubadilishwa moja kwa moja kuwa upotevu unaotarajiwa wa nguvu ya moduli ya nje. Jambo muhimu zaidi ni jinsi waandishi wanavyotumia mbinu tofauti za kubainisha ili kuunganisha uharibifu wa passivation ya uso wa mbele, uoksidishaji wa kiolesura, na uharibifu wa mawasiliano ya chuma.

Mbinu ya Majaribio

Utafiti ulitumia seli za kibiashara za TOPCon zilizokatwa nusu zenye ukubwa wa 182 mm × 105 mm. Seli hizo zilitengenezwa kwa silicon ya monocrystalline ya n-type Czochralski yenye upinzani wa takriban 1.0 Ω·cm na unene wa wafer wa takriban 130 μm. Ili kulinganisha upinzani wa UV wa miundo ya mbele na ya nyuma, watafiti pia walitayarisha sampuli za uso wa mbele zenye ulinganifu na sampuli za uso wa nyuma zenye ulinganifu.

Muundo wa mbele ulikuwa na SiNx/Al2O3. Muundo wa nyuma ulikuwa na SiOx/n+ poly-Si/Al2O3/SiNx. Unene mkuu wa filamu ulioripotiwa katika karatasi umeorodheshwa hapa chini.

Watafiti walilinganisha maisha ya wabebaji wachache, voltage ya mzunguko wazi inayodokezwa, na J0 kabla na baada ya mfiduo ili kutathmini uthabiti wa passivation. Time-of-flight secondary ion mass spectrometry, au ToF-SIMS, ilitumika kufuatilia usambazaji wa kina wa hidrojeni na oksijeni. X-ray photoelectron spectroscopy, au XPS, upimaji wa kina ulitumika kuchambua hali za kemikali za N 1s, O 1s, Al 2p, na Si 2p. Vipimo vya EQE, TLM, na I-V kisha viliunganisha mabadiliko ya filamu nyembamba na hasara za umeme katika ngazi ya seli.

Nguvu ya muundo huu wa majaribio iko katika matumizi ya pamoja ya seli kamili na miundo yenye ulinganifu. Seli kamili zinaonyesha jinsi ufanisi, Voc, Jsc, kipengele cha kujaza, na upinzani wa mawasiliano hubadilika. Sampuli za mbele na nyuma zenye ulinganifu hupunguza mwingiliano kutoka kwa muundo mwingine wa seli, na kufanya iwe rahisi kutambua upande gani wa passivation unaathiriwa zaidi na mfiduo wa UV.

Kielelezo 1: Michoro ya seli ya TOPCon, muundo wa uso wa mbele wenye ulinganifu, na muundo wa uso wa nyuma wenye ulinganifu. Sampuli zenye ulinganifu huruhusu upinzani wa UV wa mrundikano wa mbele wa SiNx/Al2O3 na mawasiliano ya passivating ya poly-Si ya nyuma kulinganishwa kando.

Masharti ya mfiduo wa UV pia yanahitaji kuzingatiwa yenyewe. Utafiti ulitumia kiwango cha mwanga wa urujuanim wa 300 W/m², halijoto ya 60°C, unyevu wa hewa wa 30%, na kiwango cha juu cha mkusanyiko wa 60 kWh/m². Wigo ulijikita zaidi katika safu ya UVA, na sehemu ndogo ya UVB. Hii imejikita zaidi kuliko mfiduo wa kawaida wa nje na inafaa kwa kuharakisha mabadiliko ya kemikali yanayoonekana kwenye uso wa mbele katika mazingira ya maabara.

Kielelezo 2: Wigo wa urujuanim uliotumika katika jaribio. Wigo unatawaliwa na UVA na una sehemu ndogo ya UVB, ikiruhusu athari ya fotoni zenye nishati kubwa kwenye tabaka za passivation za mbele kuonekana.

Matokeo na Majadiliano

Muundo wa Mbele Ni Nyeti Zaidi kwa UV Kuliko Muundo wa Nyuma

Kielelezo 3 kinatoa ulinganisho wa moja kwa moja kati ya miundo miwili. Muundo wa nyuma wenye ulinganifu ulionyesha mabadiliko madogo tu baada ya UV60. Muundo wa mbele wenye ulinganifu uliendelea kuharibika kadiri kiwango cha UV kilipoongezeka. Kulingana na karatasi, wastani wa maisha ya sampuli za mbele ulipungua kutoka 2895.6 μs hadi 1552.8 μs. Voltage ya wazi ya mzunguko iliyodokezwa ilishuka kutoka 735.5 mV hadi 715.2 mV. J0 ya upande mmoja iliongezeka hadi 18.4 fA/cm², takriban mara tatu ya thamani yake ya awali.

Matokeo haya yanaonyesha kuwa tatizo kuu chini ya UV60 halikuwa ukosefu wa utulivu wa mguso wa passivating wa TOPCon poly-Si wa nyuma. Lilikuwa kuzorota kwa ubora wa passivation katika muundo wa SiNx/Al2O3 wa mbele ulioangaziwa. Waandishi wanahusisha utulivu wa upande wa nyuma na ufyonzaji wa UV na tabaka la poly-Si la 120 nm. Hii ni mbinu inayofaa kulingana na muundo na sifa zake za ufyonzaji wa macho, ingawa inabaki kuwa tafsiri ya kiwango cha mbinu.

Vigezo vitatu vinaunga mkono hitimisho moja kutoka pande tofauti. Maisha mafupi na iVoc ya chini yanaelekeza kwenye muunganiko wa uso wenye nguvu zaidi. Ongezeko la J0 linatoa ushahidi wa moja kwa moja zaidi wa kuongezeka kwa mkondo wa muunganiko. Waandishi hawakutegemea kiashiria kimoja. Maisha, voltage, na mkondo wa muunganiko vyote vinaonyesha kuzorota kwa muundo wa mbele, wakati mikondo ya kijani inayowakilisha muundo wa nyuma inabaki imara kwa kiasi kikubwa.

Kielelezo 3: Mabadiliko ya maisha, voltage ya mzunguko wazi inayodokezwa, na J0 kwa miundo ya mbele na nyuma chini ya mfiduo wa UV. Mikondo nyekundu ya muundo wa mbele inaonyesha uharibifu mkubwa zaidi, ikitambua tabaka la passivation la SiNx/Al2O3 lililoangaziwa kama sehemu kuu dhaifu.

ToF-SIMS Inaonyesha Ugawaji Upya wa Hidrojeni na Oksijeni

Wasifu wa kina wa ToF-SIMS unaonyesha kwamba uharibifu wa uso wa mbele hausababishwi na kipengele kimoja tu. Katika Kielelezo 4a, mkusanyiko wa hidrojeni unaongezeka baada ya UV60, hasa katika tabaka la SiNx. Waandishi wanapendekeza kwamba hii inaweza kutokana sio tu na kuvunjika kwa vifungo vya Si-H kunakozungumzwa kwa kawaida lakini pia na kuvunjika kwa vifungo vya N-H ndani ya SiNx.

Kielelezo 4b kinaonyesha kwamba usambazaji wa oksijeni unabadilika pia. Mkusanyiko wa oksijeni katika tabaka la Al2O3 unapungua kidogo, wakati unaongezeka karibu na miingiliano ya SiNx/Al2O3 na Al2O3/Si. Waandishi wanatafsiri hii kama matokeo ya kuvunjika kwa vifungo vya Al-O katika Al2O3, ikifuatiwa na usambaaji wa oksijeni iliyotolewa kuelekea tabaka la SiNx na uso wa silicon.

Jambo la msingi sio tu kwamba kuna oksijeni zaidi. Oksijeni inaondoka katika mazingira yake ya awali ya kimiani au vifungo na kubadilisha hali ya kemikali ya miingiliano.

Mahali pa kila mabadiliko ya mkondo ni muhimu. Ishara yenye nguvu ya hidrojeni katika eneo la SiNx inaonyesha kwamba filamu ya juu ya passivation inahusika moja kwa moja katika mmenyuko. Mabadiliko ya oksijeni karibu na miingiliano yanaelekeza kwenye ukosefu wa utulivu wa kemikali kati ya Al2O3 na tabaka zinazopakana. Kwa pamoja, matokeo haya yanasaidia kueleza kwa nini uharibifu wa uso wa mbele unaathiri ubora wa passivation na matokeo ya mwisho ya umeme.

Kielelezo 4: Usambazaji wa kina wa ToF-SIMS wa hidrojeni na oksijeni kabla na baada ya UV60. Hidrojeni inaongezeka katika tabaka la passivation, wakati oksijeni inagawanywa upya karibu na miingiliano, ikitoa vidokezo vya mabadiliko ya vifungo vya kemikali yaliyotambuliwa baadaye na XPS.

XPS Inaunganisha Kuvunjika kwa Vifungo vya N-H, Nafasi za Oksijeni, na Kuongezeka kwa Al-OH

Spektra za N 1s XPS zilizowekwa vizuri zinaonyesha kwamba uwiano wa vifungo vya N-H kwenye kiolesura cha SiNx/Al2O3 ulipungua kutoka 9.64% hadi 5.97%. Hii inaunga mkono hitimisho la waandishi kwamba vifungo vya N-H pia vinashiriki katika kutolewa kwa hidrojeni. Wakati huo huo, ishara ya N-H iliongezeka karibu na uso wa SiNx, ikionyesha kwamba baadhi ya hidrojeni iliyotolewa inaweza kuhamia kuelekea eneo la SiNx na kuunda vifungo vipya huko.

Mabadiliko ya O 1s ni mojawapo ya sehemu za kipekee zaidi za utafiti. Waandishi walitenganisha ishara ya O 1s katika oksijeni ya kimiani, vipengele vinavyohusiana na nafasi tupu za oksijeni, na oksijeni iliyofyonzwa juu ya uso. Baada ya UV60, uwiano wa vilele vinavyohusiana na nafasi tupu za oksijeni uliongezeka kwenye kiolesura cha SiNx/Al2O3 na Al2O3/Si. Hii inaonyesha uharibifu wa ubora wa filamu ya Al2O3.

Ushahidi unapanua utaratibu wa uharibifu zaidi ya upotevu wa passivation unaosababishwa na hidrojeni. Uharibifu unaohusiana na hidrojeni na ule unaohusiana na oksijeni unaonekana kufanya kazi pamoja, na kuongeza muunganiko wa uso wa mbele.

ToF-SIMS na XPS hutoa aina tofauti za taarifa. ToF-SIMS inafaa zaidi kuonyesha mahali ambapo vipengele vinasambazwa kupitia kina cha mrundikano wa filamu. XPS husaidia kubainisha hali ya kemikali ya vipengele hivyo. Uwekaji wa N-Si na N-H katika spektra za N 1s, pamoja na vipengele vya oksijeni ya kimiani na vinavyohusiana na nafasi tupu za oksijeni katika spektra za O 1s, hupeleka uchanganuzi kutoka eneo la kipengele hadi mabadiliko katika vifungo vya kemikali.

Waandishi wanabainisha kwamba vifungo vya Al-O vina nishati ya kifungo kiasi cha juu katika Al2O3 ya fuwele bora. Filamu halisi za passivation za seli za sola, hata hivyo, kwa kawaida hazina muundo wa fuwele. Ioni za alumini zisizoratibiwa vizuri na nafasi tupu za oksijeni zinaweza kupunguza kizuizi cha nishati cha ndani kwa kuvunjika kwa vifungo. Kwa sababu hii, hata fotoni zenye urefu mrefu zaidi wa wimbi katika jaribio la nm 400, unaolingana na takriban eV 3.1, zinaweza kuchochea mabadiliko ya kimuundo yanayohusiana na Al-O katika mazingira yenye kasoro nyingi. Ufafanuzi huu unaunganisha kasoro za filamu moja kwa moja na unyeti wa UV.

Kielelezo 5: Spektra za N 1s na O 1s XPS zilizowekwa vizuri. Mabadiliko katika ufungaji wa N-H yanahusiana na kutolewa na uhamaji wa hidrojeni. Kipengele kilichoongezeka kinachohusiana na nafasi tupu za oksijeni katika spektra za O 1s kinaonyesha kushuka kwa ubora wa passivation ya Al2O3.

Al2O3 Si Mtazamaji Aliyeimara Kabisa

Kielelezo 7 kinafuatilia zaidi Al 2p na Si 2p kwenye kiolesura cha Al2O3/Si. Baada ya UV60, uwiano uliowekwa kwa kipengele cha Al2O3 ulipungua kutoka 69.99% hadi 60.36%, wakati Al-OH iliongezeka kutoka 30.01% hadi 39.64%. Hii inaonyesha ubadilishaji wazi wa miundo inayohusiana na Al-O chini ya mfiduo wa urujuanimno.

Matokeo ya Si 2p yanaonyesha kuonekana na kuongezeka kwa Si2+ baada ya UV60, wakati vipengele vinavyohusiana na Si, Si3+, na Si4+ vinapungua. Kulingana na matokeo haya, waandishi wanapendekeza kwamba oksijeni huru inayosambaa kuelekea kwenye kiolesura cha Al2O3/Si inaweza kuoksidisha silikoni wakati nafasi za oksijeni zinaundwa katika safu ya Al2O3. Spektra za XPS zinaunga mkono tafsiri hii, ingawa ufafanuzi wa moja kwa moja wa in-situ bado utahitajika ili kuthibitisha njia kamili ya mmenyuko.

Ugunduzi huu ni muhimu kwa uaminifu wa uso wa mbele wa TOPCon. Al2O3 inakusudiwa kutoa passivation ya athari ya shamba na uthabiti wa kiolesura. Mara miundo inayohusiana na Al-O inapoanza kubadilika kuwa Al-OH, ikifuatana na mkusanyiko wa juu wa nafasi za oksijeni, filamu haitoi tena tu kama safu ya kinga. Inaweza kuwa sehemu ya mmenyuko wa uharibifu wenyewe. Mabadiliko katika hali za oksidi za silikoni pia yanaonyesha kwamba kemia ya kiolesura imebadilishwa.

Kielelezo 6: Mabadiliko katika spektra za XPS za Al 2p na Si 2p kwenye kiolesura cha Al2O3/Si. Ubadilishaji wa miundo inayohusiana na Al2O3 kuelekea Al-OH na mabadiliko katika hali za oksidi za silikoni yanaonyesha kwamba athari zinazohusiana na oksijeni zinashiriki katika uharibifu wa uso wa mbele.

Hasara za Umeme Hatimaye Huonekana katika Voc na Kipengele cha Kujaza

Mara hali ya kemikali ya safu ya passivation inapobadilika, athari za umeme katika ngazi ya seli zinakuwa wazi. Katika Kielelezo 8, EQE inabaki imara kwa kiasi kikubwa katika safu za urefu wa mawimbi wa kati na mrefu lakini inapungua chini ya 500 nm. Uakisi unabaki karibu bila kubadilika. Hii inaonyesha kwamba upotezaji wa mwitikio wa urefu mfupi wa mawimbi unasababishwa hasa na muunganisho mkubwa wa uso wa mbele badala ya kuzorota kwa ghafla kwa umbo la uso, utendaji wa kupunguza uakisi, au ufyonzaji wa macho.

Kielelezo 7: Mikondo ya EQE na uakisi kabla na baada ya UV60. Uakisi unabaki karibu imara wakati EQE ya urefu mfupi wa mawimbi inapungua, ikionyesha kwamba upotezaji wa mwitikio wa sasa unahusiana hasa na kuongezeka kwa muunganisho wa uso wa mbele.

Kupungua kwa EQE ya urefu mfupi wa mawimbi kunakubaliana na ongezeko la awali la J0. Mwanga wa urefu mfupi wa mawimbi unafyonzwa karibu na uso wa mbele wa seli. Ikiwa passivation ya uso wa mbele imeharibiwa, vibeba vilivyoundwa katika eneo hili vina uwezekano mkubwa wa kuunganishwa tena kabla ya kukusanywa. Upotezaji kwa hivyo unaonekana kwanza katika safu ya EQE ya urefu mfupi wa mawimbi. Mwanga wa urefu wa kati na mrefu wa mawimbi hupenya mbali zaidi ndani ya wingi au kuelekea upande wa nyuma, kwa hivyo mabadiliko yanayolingana ya mwitikio ni madogo.

Vipimo vya TLM vinaonyesha kuwa upinzani wa mguso wa mbele uliongezeka karibu kwa mstari wa moja kwa moja na kipimo cha UV. Baada ya UV60, ulifikia 4.1 mΩ·cm², takriban mara 8.6 ya thamani yake ya awali. Waandishi wanapendekeza kwamba hidrojeni huru, oksijeni huru, na radikali tendaji zinazozalishwa wakati wa mfiduo wa UV zinaweza kushiriki katika athari kwenye kiolesura cha elektrodi ya chuma, na kuongeza upinzani wa mguso. Maelezo haya yanaendana na vipimo vya upinzani, ingawa bidhaa kamili za athari kwenye kiolesura cha elektrodi bado zinahitaji ushahidi wa moja kwa moja wa kemikali.

Kielelezo 8: Upinzani wa mguso wa mbele unaongezeka kwa kipimo cha mfiduo wa UV. Baada ya UV60, upinzani wa mguso ni takriban mara 8.6 ya thamani yake ya awali, na kuufanya kuwa mchangiaji muhimu wa upotevu wa kipengele cha kujaza.

Uharibifu wa mwisho wa jamaa wa vigezo vya seli uliripotiwa kama ifuatavyo.

Hitimisho kuu la umeme ni wazi. Chini ya UV60, hasara kuu za TOPCon hazitokani na kupungua kwa mkondo. Zinatokana na upotevu wa Voc unaosababishwa na uharibifu wa upitishaji wa uso wa mbele na upotevu wa kipengele cha kujaza unaohusiana na kuongezeka kwa upinzani wa mguso wa mbele.

Hii pia inaeleza kwa nini kuangalia Jsc pekee kunaweza kupunguza makadirio ya hatari ya uharibifu wa UV. EQE ya urefu mfupi wa mawimbi inabadilika, lakini jumla ya Jsc inapungua kwa 0.64% tu. Matatizo ya muunganiko na mguso yanazalisha upotevu mkubwa wa ufanisi. Katika seli za TOPCon za ufanisi wa juu, Voc na kipengele cha kujaza ni nyeti sana kwa ubora wa kiolesura, hali ya upitishaji, na utendaji wa mguso wa chuma. Vigezo hivi vinaweza kufichua udhaifu wa kuaminika mapema kuliko Jsc.

Kielelezo 9: Uharibifu wa jamaa wa Voc, Jsc, kipengele cha kujaza, na ufanisi chini ya UV60. Ufanisi unapungua kwa 6.72%, ukisukumwa hasa na upotevu wa Voc na kipengele cha kujaza, wakati mabadiliko ya Jsc yanabaki kuwa madogo kiasi.

Tathmini ya Utaratibu na Matumizi

Utaratibu unaopendekezwa unaweza kufupishwa kama ifuatavyo: mfiduo wa UV hubadilisha hali za kuunganisha katika muundo wa mbele wa SiNx/Al2O3. Vifungo vya Si-H na N-H huvunjika na kutoa hidrojeni. Miundo inayohusiana na Al-O inabadilishwa na nafasi tupu za oksijeni huundwa. Oksijeni huru huhamia kuelekea kwenye violesura, muunganiko wa uso wa mbele huongezeka, na athari za kielektrokemikali karibu na eneo la mguso zinaweza kuongeza upinzani wa mguso wa mbele.

Matokeo ya maisha yote, iVoc, J0, EQE, TLM, na I-V yanatoa msaada wa moja kwa moja kwa uharibifu wa umeme. ToF-SIMS na XPS zinaunga mkono uhamishaji wa hidrojeni na oksijeni pamoja na mabadiliko yanayohusiana katika uunganishaji wa kemikali. Ufafanuzi wa kiolesura cha elektrodi ya chuma unahitaji uangalifu zaidi. Karatasi hii hasa inakisia utaratibu huu kutokana na upinzani wa juu wa mguso na matokeo ya tafiti za awali. Usambazaji wa elementi, vipimo vya hali ya kemikali, au uchambuzi wa sehemu ya msalaba wa kiolesura cha elektrodi utahitajika kwa uthibitisho wenye nguvu zaidi.

Kwa uzalishaji wa viwandani, karatasi hii ni ukumbusho kwamba uaminifu wa TOPCon UV hauwezi kutathminiwa tu kwa ufanisi wa awali wa seli. Sababu kadhaa zinaweza kuathiri utendaji wa nishati wa muda mrefu:

• Ubora wa nyenzo wa mkusanyiko wa passivation wa SiNx/Al2O3 wa mbele

• Mkusanyiko wa hidrojeni na uthabiti wa vifungo vya Si-H na N-H

• Mkusanyiko wa nafasi za oksijeni katika safu ya Al2O3

• Uthabiti wa kiolesura cha mguso wa chuma

• Uchujaji wa UVA na UVB kwa glasi ya moduli na kifunikos

• Mwingiliano kati ya mfiduo wa urujuanimno, unyevu, joto, mkazo wa mitambo, na sehemu za umeme

Wakati utafiti huu unazingatiwa katika kiwango cha moduli, wigo halisi unaofikia seli utachujwa tena na glasi na filamu ya ufunikaji. Unyevu, mkazo wa joto, na sehemu za umeme pia zitashiriki katika kuzeeka. Kwa hivyo, utaratibu ulioripotiwa katika karatasi hii ni muhimu zaidi kama mwelekeo wa uboreshaji wa nyenzo na mchakato kuliko kama mbadala wa upimaji wa IEC au data ya muda mrefu ya uwandani wa nje.

Hatua inayofuata yenye thamani itakuwa kutathmini seli zisizofunikwa, moduli ndogo zilizofunikwa, na moduli zilizowekwa nje katika mfumo huo huo wa uthibitishaji. Hiyo itafanya iwe rahisi kubaini mabadiliko gani ya kemikali yanabaki muhimu baada ya uchujaji halisi wa wigo na uunganishaji wa mazingira.

Mwelekeo unaowezekana wa uboreshaji wa mchakato unajumuisha:

• Kupunguza vyanzo vya hidrojeni visivyo imara katika mkusanyiko wa SiNx/Al2O3 wa mbele

• Kuboresha mtandao wa Al2O3 usio na fuwele na kudhibiti nafasi za oksijeni

• Kuboresha hali za kuchoma na uundaji wa metali kwa uthabiti bora wa kiolesura cha mguso

• Kuboresha upinzani dhidi ya athari zinazohusiana na oksijeni karibu na mguso wa chuma wa mbele

• Kuchagua nyenzo za ufunikaji zinazopunguza athari ya moja kwa moja ya UV ya nishati ya juu kwenye uso wa seli

Karatasi haitoi suluhisho kamili. Inafafanua mipaka ya tatizo kwa uwazi zaidi na inaonyesha kwamba upitishaji wa uso wa mbele na uhandisi wa mawasiliano unahitaji kuzingatiwa pamoja.

Hitimisho la Utafiti: Kinachohitaji Kutatuliwa Kifuatacho

Kupitia majaribio ya mfiduo wa UV60, waandishi wanaonyesha kwamba muundo wa mbele wa SiNx/Al2O3 wa seli za TOPCon unahatarishwa zaidi na uharibifu unaosababishwa na urujuanimno kuliko mawasiliano ya nyuma ya poly-Si ya upitishaji. Uharibifu hausababishwi na sababu moja pekee. Michakato inayohusiana na hidrojeni, michakato inayohusiana na oksijeni, na kuongezeka kwa upinzani wa mawasiliano ya mbele zote zinachangia.

Umuhimu wa kazi hii upo katika kusogeza maelezo ya uharibifu wa UV wa TOPCon zaidi ya kuvunjika kwa kifungo cha Si-H pekee. Inatoa mfumo mpana zaidi wa mabadiliko ya kemikali ya uso wa mbele. Kupunguza hatari ya UVID kunaweza kuhitaji uboreshaji ulioratibiwa wa mrundikano wa upitishaji wa mbele, nafasi za oksijeni kwenye kiolesura, usimamizi wa hidrojeni, mawasiliano ya ufinyanzi wa metali, na uchujaji wa UV kwa ufungashaji wa moduli. Kurekebisha kigezo kimoja tu cha filamu kunaweza kisiwe cha kutosha.

Vikwazo vinapaswa kubaki wazi. Sampuli hazikufungwa chini ya hali zilizoripotiwa za UV, na sehemu ya mfumo unaopendekezwa wa uharibifu wa mawasiliano ya metali bado ni wa kukisia. Tafsiri ya uangalifu zaidi ni kwamba karatasi inaonyesha uhusiano wazi kati ya mabadiliko ya muundo wa kemikali na uharibifu wa umeme kwenye uso wa mbele wa TOPCon chini ya mfiduo wa UV. Pia inatoa malengo maalum kwa tafiti za baadaye za uaminifu wa muda mrefu baada ya kufungwa.

Marejeo

Lou, X., Yang, N., Fu, Z., Chen, D., Chen, Y., & Verlinden, P. J. (2026). Mabadiliko ya muundo wa kemikali na uharibifu wa utendaji wa umeme wa seli za jua za TOPCon chini ya mfiduo wa UV. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 1–9.

Maoni ya Ooitech

Ujumbe wa kivitendo ni rahisi: upitishaji wa upande wa mbele na ufinyanzi wa metali unapaswa kuchukuliwa kama mfumo mmoja wa uaminifu, sio hatua tofauti za mchakato. Voc ya awali thabiti haitoshi ikiwa mfiduo wa UV unaweza kubadilisha kemia ya Al2O3 na kuongeza kwa kasi upinzani wa mawasiliano ya mbele. Uthibitishaji wa baadaye unapaswa kuunganisha upimaji wa UV wa kiwango cha seli na upimaji wa moduli ndogo zilizofungwa chini ya glasi halisi na mwonekano wa kifuniko.

Usomaji zaidi na data ya usuli

Nyenzo za marejeleo za umma kuhusu mada hii, zilizochapishwa na mashirika yanayosimamia ramani ya teknolojia na data ya soko ya sekta hii:

• Fraunhofer ISE — Ripoti ya Photovoltaics
• Idara ya Nishati ya Marekani — Photovoltaics
• VDMA — Ramani ya Kimataifa ya Teknolojia kwa Photovoltaic (ITRPV)