今天就來介紹一個(gè)新近發(fā)現(xiàn)的“引狼入室”的問題——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”,短波長光復(fù)合嚴(yán)重,沒法有效利用紫外光。
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,人們開發(fā)了高紫外透過率的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題
可是問題來了,研究人員發(fā)現(xiàn),紫外光對電池有嚴(yán)重傷害?;旧?,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。其中開路電壓的下降尤其厲害。
(Witteck,PIP,2017)
尋找衰減根源的過程,跟兇殺案偵破也沒什么區(qū)別了:
-光浸潤基本排除了LID的影響;
-EVA和玻璃的透光率也沒有變化,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)開路電壓下降的主要因素是SRH復(fù)合增加;
-結(jié)合長期以來的報(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)過計(jì)算,想要解開氫-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>
經(jīng)過計(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)電增益還有沒有,還真不好說呢!
嚴(yán)格說這還不算是后記,畢竟這還是一個(gè)懸而未決的問題。紫外光,要還是不要?要的話,衰減問題如何解決?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,往往伴隨著新的問題,等著去解決。
曲折中前進(jìn),正是光伏事業(yè)的魅力所在!