Utafiti wa Hivi Karibuni wa PIP: Mabadiliko ya Kemikali na Uharibifu wa Umeme wa Sel za Jua za TOPCon Chini ya Mionzi ya UV

Usuli wa Utafiti

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

Majadiliano ya zamani kuhusu uharibifu wa UV mara nyingi yalilenga fotoni za nishati ya juu kuvunja vifungo vya Si-H, ikifuatiwa na kutolewa kwa hidrojeni na mabadiliko katika upitishaji wa kiolesura. Wigo wa ultraviolet unaopatikana katika mazingira halisi ya moduli ya PV hauzuiliwi kwa urefu wa wimbi moja. Sehemu ya mbele iliyoangaziwa pia ina maeneo kadhaa yaliyounganishwa, ikijumuisha SiNx, Al2O3, emitter ya boroni, na mawasiliano ya chuma. Kwa hivyo waandishi wanahoji kwamba uharibifu wa UV katika seli za TOPCon haupaswi kusomwa tu kupitia tabia ya hidrojeni. Uhamiaji wa oksijeni na violesura vya mawasiliano pia ni muhimu.

Kipengele kimoja ni rahisi kupuuza. Kioo cha moduli kwa kawaida huchuja mionzi mingi ya UVB, lakini haikilindi kabisa uso wa seli ulioangaziwa kutokana na mfiduo wa ultraviolet. Wigo unaojadiliwa katika karatasi unatawaliwa na UVA huku bado una karibu 11% ya UVB. Waandishi walitumia sampuli zisizofunikwa. Kwa hivyo jaribio si sawa na kuzeeka kwa nje ya moduli kamili, lakini husaidia kukuza na kutenganisha maeneo nyeti ya UV kwenye uso wa mbele wa seli.

Karatasi hii inafaa kusomwa kama uchunguzi wa mbinu ya kushindwa badala ya utafiti wa uthibitisho wa maisha ya moduli. Upotevu wa ufanisi wa jamaa wa 6.72% baada ya UV60 haupaswi kubadilishwa moja kwa moja kuwa upotevu unaotarajiwa wa nishati ya moduli ya nje. Jambo muhimu zaidi ni jinsi waandishi wanavyotumia mbinu tofauti za uainishaji kuunganisha uharibifu wa upitishaji wa 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 aina ya n-type Czochralski yenye upinzani wa takriban 1.0 Ω·cm na unene wa wafa wa takriban 130 μm. Ili kulinganisha upinzani wa UV wa miundo ya mbele na ya nyuma, watafiti pia walitayarisha sampuli za ulinganifu za uso wa mbele na sampuli za ulinganifu za uso wa nyuma.

Muundo wa mbele ulijumuisha SiNx/Al2O3. Muundo wa nyuma ulijumuisha SiOx/n+ poly-Si/Al2O3/SiNx. Unene kuu wa filamu ulioripotiwa katika karatasi hii umeorodheshwa hapa chini.

Watafiti walilinganisha muda wa maisha ya wabeba wachache, voltage ya mzunguko wazi iliyodokezwa, na J0 kabla na baada ya mfiduo ili kutathmini uthabiti wa upitishaji. Spectrometry ya molekuli ya ioni ya pili ya muda wa kuruka, au ToF-SIMS, ilitumika kufuatilia usambazaji wa kina wa hidrojeni na oksijeni. Spectroscopy ya photoelectron ya X-ray, au XPS, profiling ya kina ilitumika 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 kiwango cha seli.

Nguvu ya muundo huu wa majaribio iko katika matumizi ya pamoja ya seli kamili na miundo ya ulinganifu. Seli kamili zinaonyesha jinsi ufanisi, Voc, Jsc, kipengele cha kujaza, na upinzani wa mawasiliano hubadilika. Sampuli za ulinganifu za mbele na nyuma hupunguza usumbufu kutoka sehemu nyingine ya muundo wa seli, na kurahisisha kutambua ni upande gani wa upitishaji unaathirika zaidi na mfiduo wa UV.

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

Hali ya mfiduo wa mionzi ya UV pia inahitaji kuzingatiwa peke yake. Utafiti ulitumia kiwango cha mionzi ya ultraviolet cha 300 W/m², joto la 60°C, unyevu wa jamaa wa 30%, na kiwango cha juu cha mkusanyiko wa dozi cha 60 kWh/m². Wigo ulilenga hasa katika safu ya UVA, na sehemu ndogo ya UVB. Hii ni iliyojilimbikizia 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 ultraviolet uliotumika katika jaribio. Wigo unatawaliwa na UVA na una sehemu ndogo ya UVB, ikiruhusu athari ya fotoni za nishati ya juu kwenye tabaka za passivation za mbele kuzingatiwa.

Matokeo na Majadiliano

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

Kielelezo 3 kinatoa ulinganisho wa moja kwa moja zaidi kati ya miundo miwili. Muundo wa nyuma wa ulinganifu ulionyesha mabadiliko madogo tu baada ya UV60. Muundo wa mbele wa ulinganifu uliendelea kuharibika kadiri dozi ya UV ilivyoongezeka. Kulingana na karatasi, wastani wa maisha ya sampuli za mbele ulipungua kutoka 2895.6 μs hadi 1552.8 μs. Voltage ya mzunguko wazi 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 kwamba suala kuu chini ya UV60 halikuwa kutokuwa na utulivu wa mawasiliano ya passivating ya poly-Si ya TOPCon ya nyuma. Ilikuwa kuzorota kwa ubora wa passivation katika muundo wa SiNx/Al2O3 wa upande wa mbele ulioangaziwa. Waandishi wanahusisha utulivu wa jamaa wa upande wa nyuma na kunyonya kwa UV na safu ya poly-Si ya 120 nm. Hii ni utaratibu wa busara kulingana na muundo na sifa zake za kunyonya macho, ingawa bado ni tafsiri ya kiwango cha utaratibu.

Vigezo vitatu vinaunga mkono hitimisho sawa kutoka pande tofauti. Maisha ya chini na iVoc ya chini yanaashiria upya upya wa uso wenye nguvu zaidi. Ongezeko la J0 linatoa ushahidi wa moja kwa moja zaidi wa kuongezeka kwa mkondo wa kuchanganyika. Waandishi hawakutegemea kiashiria kimoja. Maisha, voltage, na mkondo wa kuchanganyika vyote vinaonyesha kuzorota kwa muundo wa mbele, wakati curves za kijani zinazowakilisha muundo wa nyuma zinabaki imara kwa kiasi kikubwa.

Kielelezo 3: Mabadiliko katika maisha, voltage ya mzunguko wazi iliyodokezwa, na J0 kwa miundo ya mbele na nyuma chini ya mfiduo wa UV. Curves nyekundu za muundo wa mbele zinaonyesha uharibifu mkubwa zaidi, zikitambua mkusanyiko wa passivation wa SiNx/Al2O3 ulioangaziwa kama hatua kuu dhaifu.

ToF-SIMS Inaonyesha Ugawaji Upya wa Hidrojeni na Oksijeni

Profaili za kina za ToF-SIMS zinaonyesha kwamba uharibifu wa uso wa mbele hausababishwi na kipengele kimoja tu. Katika Kielelezo 4a, mkusanyiko wa hidrojeni unaongezeka baada ya UV60, hasa katika safu ya SiNx. Waandishi wanapendekeza kwamba hii inaweza kusababishwa si tu na kuvunjika kwa vifungo vya Si-H vinavyojadiliwa kwa kawaida, bali pia na kuvunjika kwa vifungo vya N-H ndani ya SiNx.

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

Jambo kuu si tu kwamba kuna oksijeni zaidi. Oksijeni inaondoka kwenye mazingira yake ya awali ya kimiani au ya kufunga na kubadilisha hali ya kemikali ya viungo.

Eneo la kila mabadiliko ya curve ni muhimu. Ishara yenye nguvu zaidi ya hidrojeni katika eneo la SiNx inaonyesha kwamba filamu ya juu ya passivation inahusika moja kwa moja katika mmenyuko. Mabadiliko ya oksijeni karibu na viungo yanaashiria kutokuwa na utulivu wa kemikali kati ya Al2O3 na safu za karibu. Kwa pamoja, matokeo haya yanasaidia kueleza kwa nini uharibifu wa uso wa mbele unaathiri ubora wa passivation na pato la mwisho la umeme.

Kielelezo 4: Usambazaji wa kina wa ToF-SIMS wa hidrojeni na oksijeni kabla na baada ya UV60. Hidrojeni huongezeka katika mkusanyiko wa passivation, wakati oksijeni inagawanywa upya karibu na viungo, ikitoa dalili za 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

Mipimo ya XPS ya N 1s iliyowekwa inaonyesha kwamba uwiano wa vifungo vya N-H kwenye kiolwa cha SiNx/Al2O3 ulipungua kutoka 9.64% hadi 5.97%. Hii inasaidia 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, ikipendekeza kwamba baadhi ya hidrojeni iliyotolewa inaweza kuhama kuelekea eneo la SiNx na kuunda vifungo vipya hapo.

Mabadiliko ya O 1s ni mojawapo ya sehemu tofauti zaidi za utafiti. Waandishi walitenganisha ishara ya O 1s kuwa oksijeni ya kimiani, vipengele vinavyohusiana na upungufu wa oksijeni, na oksijeni iliyotangazwa kwenye uso. Baada ya UV60, uwiano wa kilele kinachohusiana na upungufu wa oksijeni uliongezeka kwenye viunga vyote vya SiNx/Al2O3 na Al2O3/Si. Hii inaonyesha uharibifu wa ubora wa filamu ya Al2O3.

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

ToF-SIMS na XPS hutoa aina tofauti za habari. ToF-SIMS inafaa zaidi kuonyesha mahali vipengele vinavyosambazwa katika kina cha mkusanyiko wa filamu. XPS husaidia kuamua hali ya kemikali ya vipengele hivyo. Uwekaji wa N-Si na N-H katika spectra za N 1s, pamoja na vipengele vinavyohusiana na oksijeni ya kimiani na upungufu wa oksijeni katika spectra za O 1s, huchukua uchambuzi kutoka eneo la kipengele hadi mabadiliko katika vifungo vya kemikali.

Waandishi wanaeleza kwamba vifungo vya Al-O vina nishati ya juu ya kifungo katika Al2O3 ya fuwele bora. Hata hivyo, filamu halisi za passivation za seli za jua kawaida huwa zisizo na fuwele. Ioni za alumini zisizoratibiwa vizuri na upungufu wa oksijeni zinaweza kupunguza kizuizi cha nishati cha ndani kwa kuvunjika kwa vifungo. Kwa sababu hii, hata fotoni kwenye urefu wa wimbi refu zaidi wa majaribio ya 400 nm, sambamba na takriban 3.1 eV, zinaweza kusababisha mabadiliko ya kimuundo yanayohusiana na Al-O katika mazingira yenye kasoro nyingi. Tafsiri hii inaunganisha kasoro za filamu nyembamba moja kwa moja na unyeti wa UV.

Kielelezo 5: Mipimo ya XPS ya N 1s na O 1s iliyowekwa. Mabadiliko katika vifungo vya N-H yanalingana na kutolewa na kuhama kwa hidrojeni. Kipengele kilichoongezeka kinachohusiana na upungufu wa oksijeni katika spectra za O 1s kinaonyesha kupungua kwa ubora wa passivation ya Al2O3.

Al2O3 Si Mshiriki Asiyekuwa Imara Kabisa

Kielelezo 7 kinafuatilia zaidi Al 2p na Si 2p kwenye kiolwa 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 mwanga wa ultraviolet.

Matokeo ya Si 2p yanaonyesha kuonekana na kuongezeka kwa Si2+ baada ya UV60, wakati vipengele vinavyohusishwa na Si, Si3+, na Si4+ vinapungua. Kulingana na matokeo haya, waandishi wanapendekeza kwamba oksijeni huru inayosambaa kuelekea kwenye kiolwa cha Al2O3/Si inaweza kuoksidisha silicon wakati mapungufu ya oksijeni yanaundwa kwenye safu ya Al2O3. Spectra za XPS zinaunga mkono tafsiri hii, ingawa bado inahitajika sifa za moja kwa moja za in-situ kuthibitisha njia halisi ya mmenyuko.

Ugunduzi huu ni muhimu kwa kuegemea kwa uso wa mbele wa TOPCon. Al2O3 inakusudiwa kutoa upitishaji wa athari ya shamba na utulivu wa kiolwa. Mara tu miundo inayohusiana na Al-O inapoanza kubadilika kuwa Al-OH, ikifuatana na mkusanyiko wa juu wa mapungufu ya oksijeni, filamu hiyo si safu ya kinga tu tena. Inaweza kuwa sehemu ya mmenyuko wa uharibifu yenyewe. Mabadiliko katika hali za oksidishaji za silicon pia yanaonyesha kwamba kemia ya kiolwa imebadilishwa.

Kielelezo 6: Mabadiliko katika spectra za XPS za Al 2p na Si 2p kwenye kiolwa cha Al2O3/Si. Ubadilishaji wa miundo inayohusiana na Al2O3 kuelekea Al-OH na mabadiliko katika hali za oksidishaji za silicon yanaonyesha kwamba miitikio inayohusiana na oksijeni inashiriki katika uharibifu wa uso wa mbele.

Hasara za Umeme Hatimaye Zinaonekana katika Voc na Kipengele cha Kujaza

Mara tu hali ya kemikali ya mkusanyiko wa upitishaji inapobadilika, athari za umeme katika kiwango cha seli zinakuwa wazi. Katika Kielelezo 8, EQE inabakia imara kwa kiasi kikubwa katika safu za urefu wa kati na mrefu wa mawimbi lakini inapungua chini ya 500 nm. Uakisi unabakia karibu bila mabadiliko. Hii inapendekeza kwamba upotevu wa mwitikio wa urefu mfupi wa mawimbi unasababishwa hasa na mchanganyiko mkubwa wa uso wa mbele badala ya kuzorota kwa ghafla kwa uundaji wa maandishi, utendaji wa kuzuia uakisi, au ufyonzaji wa macho.

Kielelezo 7: Mikondo ya EQE na uakisi kabla na baada ya UV60. Uakisi unabakia karibu thabiti wakati EQE ya urefu mfupi wa mawimbi inapungua, ikionyesha kwamba upotevu wa mwitikio wa sasa unahusishwa hasa na kuongezeka kwa mchanganyiko wa uso wa mbele.

Kupungua kwa EQE ya urefu mfupi wa mawimbi kunakubaliana na kuongezeka kwa J0 hapo awali. Mwanga wa urefu mfupi wa mawimbi hufyonzwa karibu na uso wa mbele wa seli. Ikiwa upitishaji wa uso wa mbele umeharibika, wabebaji wanaozalishwa katika eneo hili wana uwezekano mkubwa wa kuchanganyika kabla ya kukusanywa. Upotevu huo kwa hiyo unaonekana kwanza katika safu ya EQE ya urefu mfupi wa mawimbi. Mwanga wa urefu wa kati na mrefu wa mawimbi hupenya zaidi ndani ya wingi au kuelekea upande wa nyuma, kwa hiyo mabadiliko yanayolingana ya mwitikio ni madogo.

Vipimo vya TLM vinaonyesha kwamba upinzani wa mguso wa mbele uliongezeka karibu kwa mstari 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 radicals tendaji zinazozalishwa wakati wa mfiduo wa UV zinaweza kushiriki katika athari kwenye kiolesura cha elektrodi ya chuma, na kuongeza upinzani wa mguso. Maelezo haya yanapatana na vipimo vya upinzani, ingawa bidhaa halisi za athari kwenye kiolesura cha elektrodi bado zinahitaji ushahidi wa moja kwa moja wa kemikali.

Kielelezo 8: Upinzani wa mguso wa mbele huongezeka kwa kipimo cha mfiduo wa UV. Baada ya UV60, upinzani wa mguso ni takriban mara 8.6 ya thamani yake ya awali, na hivyo ni mchangiaji muhimu katika 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. Zinatoka kwa upotevu wa Voc unaosababishwa na uharibifu wa upitishaji wa uso wa mbele na upotevu wa kipengele cha kujaza unaohusishwa na upinzani ulioongezeka wa mguso wa mbele.

Hii pia inaelezea kwa nini kuangalia Jsc pekee kunaweza kupuuza hatari ya uharibifu wa UV. EQE ya wimbi fupi hubadilika, lakini Jsc jumla hupungua kwa 0.64% tu. Matatizo ya muunganisho na mguso huleta upotevu mkubwa wa ufanisi. Katika seli za TOPCon zenye 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 kuegemea mapema kuliko Jsc.

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

Tathmini ya Utaratibu na Matumizi

Utaratibu uliopendekezwa 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 vinavunjika na kutoa hidrojeni. Miundo inayohusiana na Al-O inabadilishwa na mapungufu ya oksijeni yanaundwa. Oksijeni huru huhama kuelekea kwenye nyuso, muunganisho wa uso wa mbele huongezeka, na athari za kielektrokemikali karibu na eneo la mguso zinaweza kuongeza upinzani wa mguso wa mbele.

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

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

• Ubora wa nyenzo za mkusanyiko wa upitishaji 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 mawasiliano ya chuma

• Uchujaji wa UVA na UVB kwa kioo cha moduli na vifungashio

• Mwingiliano kati ya mionzi ya ultraviolet, unyevu, joto, mkazo wa mitambo, na sehemu za umeme

Wakati utafiti huu unazingatiwa katika kiwango cha moduli, wigo halisi unaofikia seli utachujwa tena na kioo na filamu ya kifungashio. Unyevu, mkazo wa joto, na sehemu za umeme pia zitashiriki katika kuzeeka. Mbinu zilizoripotiwa katika karatasi hiyo kwa hiyo ni muhimu zaidi kama mwelekeo wa uboreshaji wa nyenzo na mchakato kuliko kama uingizwaji wa upimaji wa IEC au data ya muda mrefu ya nje ya shamba.

Hatua muhimu inayofuata itakuwa kutathmini seli zisizofungwa, mini-moduli zilizofungwa, na moduli zilizowekwa nje ndani ya mfumo huo wa uthibitisho. Hiyo itafanya iwe rahisi kuamua ni mabadiliko gani ya kemikali yanabaki muhimu baada ya uchujaji halisi wa wigo na uhusiano wa mazingira.

Mwelekeo unaowezekana wa uboreshaji wa mchakato ni pamoja na:

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

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

• Kuboresha hali za kurusha na metallization kwa uthabiti bora wa kiolesura cha mawasiliano

• Kuboresha upinzani dhidi ya athari zinazohusiana na oksidi karibu na mawasiliano ya chuma ya mbele

• Kuchagua nyenzo za kifungashio 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 vinapaswa kuzingatiwa pamoja.

Hitimisho la Utafiti: Nini Kinahitaji Kutatuliwa Baadaye

Kupitia majaribio ya mfiduo wa UV60, waandishi wanaonyesha kwamba muundo wa SiNx/Al2O3 wa mbele wa seli za TOPCon ni hatari zaidi kwa uharibifu unaosababishwa na mionzi ya ultraviolet kuliko mawasiliano ya nyuma ya poly-Si. Uharibifu huo hausababishwi na kipengele kimoja pekee. Michakato inayohusiana na hidrojeni, michakato inayohusiana na oksijeni, na kuongezeka kwa upinzani wa mawasiliano ya mbele vyote vinachangia.

Umuhimu wa kazi hii upo katika kupeleka maelezo ya uharibifu wa UV wa TOPCon zaidi ya kuvunjika kwa vifungo vya Si-H pekee. Inawasilisha mfumo mpana zaidi wa mageuzi ya kemikali ya uso wa mbele. Kupunguza hatari ya UVID kunaweza kuhitaji uboreshaji ulioratibiwa wa safu ya upitishaji ya mbele, mapungufu ya oksijeni kwenye kiolesura, usimamizi wa hidrojeni, mawasiliano ya metallization, na uchujaji wa UV kwa kufungasha moduli. Kurekebisha kigezo kimoja tu cha filamu huenda kisitoshe.

Mapungufu yanapaswa kubaki wazi. Sampuli hazikuwa zimefungwa chini ya hali za UV zilizoripotiwa, na sehemu ya utaratibu wa uharibifu wa mawasiliano ya metallization unaopendekezwa bado ni wa kukisiwa. Tafsiri ya makini zaidi ni kwamba karatasi inaonyesha uhusiano wazi kati ya mageuzi ya muundo wa kemikali na uharibifu wa umeme kwenye uso wa mbele wa TOPCon chini ya mfiduo wa UV. Pia inatoa malengo mahususi kwa tafiti za baadaye za kuegemea kwa muda mrefu baada ya kufungasha.

Marejeo

Lou, X., Yang, N., Fu, Z., Chen, D., Chen, Y., & Verlinden, P. J. (2026). Chemical composition evolution and electrical performance degradation of TOPCon solar cells under UV exposure. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 1–9.

Maoni ya Ooitech

Ujumbe wa vitendo ni rahisi: upitishaji wa uso wa mbele na metallization vinapaswa kuchukuliwa kama mfumo mmoja wa kuegemea, si kama hatua tofauti za mchakato. Voc ya awali thabiti haitoshi ikiwa mfiduo wa UV unaweza kubadilisha kemikali ya Al2O3 na kuongeza upinzani wa mawasiliano ya mbele kwa kasi. Uthibitisho wa baadaye unapaswa kuunganisha majaribio ya UV ya kiwango cha seli na majaribio ya mini-moduli iliyofungwa chini ya spectra halisi ya glasi na encapsulant.