在許多人看來(lái)，異質(zhì)結(jié)技術(shù)（HJT）代表了硅光伏行業(yè)的未來(lái)。但即使這種技術(shù)已做好了投入主流生產(chǎn)的準(zhǔn)備，但行業(yè)仍然擔(dān)心降解機(jī)制可能會(huì)影響這類電池用于這一領(lǐng)域的長(zhǎng)期性能。


澳大利亞新南威爾士大學(xué)（UNSW）的科學(xué)家表示：“技術(shù)硅異質(zhì)結(jié)（SHJ）技術(shù)能否得到廣泛采用，在很大程度上將取決于在電池組的整個(gè)生命周期內(nèi)，電池能否維持對(duì)其高效率起決定作用的出色表面鈍化層。因此，當(dāng)務(wù)之急是正確理解SHJ的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，并確定潛在的功率損耗機(jī)制并找到緩解辦法。” 先前的研究表明，電池暴露于光和熱條件下的降解和隨后的恢復(fù)機(jī)制會(huì)影響電池鈍化層。盡管這些機(jī)制背后的物理學(xué)尚未完全揭示，但人們普遍認(rèn)為氫的存在起著關(guān)鍵的作用。
不同光照條件下的退火效應(yīng)

該UNSW研究小組將市售的HJT電池置于25到180攝氏度之間的不同溫度條件下，并按不同時(shí)間段暴露于1-40 kWh/m2的光照強(qiáng)度。有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的全部詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)發(fā)表在雜志《太陽(yáng)能材料和太陽(yáng)能電池》以及ScienceDirect網(wǎng)站上的《在高溫下進(jìn)行照明退火期間N型硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的光致降解研究》一文。

結(jié)果證實(shí)，HJT細(xì)胞易受光誘導(dǎo)降解（LID）的影響，這可能導(dǎo)致高達(dá)0.8%的絕對(duì)效率損失，具體取決于溫度和光強(qiáng)度。在1個(gè)太陽(yáng)光照強(qiáng)度下，降解機(jī)制會(huì)在溫度高于85攝氏度時(shí)開(kāi)始表現(xiàn)出來(lái)，并隨溫度升高而增強(qiáng)。

在攝氏160度下經(jīng)過(guò)5分鐘后，電池的平均絕對(duì)效率下降了0.8%。然而，長(zhǎng)時(shí)間暴露引發(fā)了一種恢復(fù)機(jī)制，在160攝氏度和1個(gè)太陽(yáng)光照強(qiáng)度下2小時(shí)后，效率損失縮小至0.15%。研究者發(fā)現(xiàn)增加光強(qiáng)度可以加速恢復(fù)階段，而對(duì)降解沒(méi)有任何明顯的影響。該研究小組總結(jié)說(shuō)：“這些結(jié)果表明，通過(guò)高溫下的照明退火可以快速提高SHJ太陽(yáng)能電池的效率。但是，如果不進(jìn)行仔細(xì)的優(yōu)化，這些相同的過(guò)程也會(huì)對(duì)電池性能產(chǎn)生不利影響。”

他們指出，需要進(jìn)行更多研究來(lái)了解照明退火的長(zhǎng)期效應(yīng)，并將暴露時(shí)間降低到具有生產(chǎn)可行性的水平。

研究人員提出，最終行業(yè)需要對(duì)HJT電池的LID機(jī)制有更全面的了解。這篇論文總結(jié)說(shuō)，“需要開(kāi)展進(jìn)一步研究，來(lái)分析所觀察到的LID行為的主要影響因素和因果關(guān)系，以及如何最好地避免激活缺陷或是通過(guò)光照退火處理實(shí)現(xiàn)可靠的緩解。”