太阳能电池技术和制造工艺的改进意味着今天可以销售的组件具有长达 30 年的性能保证。他们通常承诺在此期间结束时保留其初始业绩的 80% 至 90%。
SLAC 腔室具有特殊掩蔽以减少光学反射。
然而,光伏模块内的微小粒子之间仍然存在机制和相互作用。了解它们将是开发能够在更长时间内产生更多电力的电池的关键。由美国能源部国家可再生能源实验室(NREL) 领导的科学家研究了紫外线在其中一些机制中的作用,发现在许多最新的电池设计中,紫外线可能是造成重大性能损失的罪魁祸首。
该组织表示,从历史上看,紫外线辐射的有害影响在很大程度上与模块封装材料的老化有关,并导致密封剂变色、分层和背板开裂。通过产生表面缺陷,太阳能电池的性能也会受到紫外线辐射的不利影响。
在硅太阳能电池中,紫外光会损坏钝化层、下方的硅以及两者之间的界面。研究人员在长期暴露于紫外线下测试了一系列硅电池设计,以更好地了解它们在现场可能遭受的损害。
了解紫外线辐射在新兴硅太阳能电池技术中的破坏性影响,将有助于确定可能影响模块功率输出和耐用性的潜在机制。
他们在“具有不同电池架构的高效硅光伏模块的紫外线诱导退化”中描述了他们的发现,该研究最近发表在光伏进展上。测试 p 型 PERC、n 型 PERT、异质结和叉指型背接触电池,该小组计算出的平均和最大降解率分别为每年 0.12% 和每年 0.73%,基于包含紫外线透射密封剂的模块. 他们还发现,对于双面电池,背面更容易受到紫外线引起的损伤。
该小组注意到紫外线触发的几种不同机制可能对细胞造成损害。该问题主要与降低钝化层质量的氢键断裂有关。
他们提出了一系列减少此类损害的策略。模块密封材料的添加剂可以阻止紫外线波长到达电池,并且可以使用低成本材料来做到这一点。然而,该组织警告说,这可能会导致密封剂变色,从而导致初始性能损失。
玻璃涂层是阻止紫外线到达电池的另一种方法,但它们需要设计具有抗反射和防污性能的多功能涂层材料。电池正面的涂层本身也可以减少紫外线损伤。
在紫外线照射 2,000 小时后,平均功率损失为 11%,异质结电池似乎最容易受到紫外线损伤。但该组织表示,要得出这一结论还需要做更多的工作。
高效电池技术(HJ、IBC、PERC 或 PERT)中最耐用的技术仍有待证明可用于各种制造和型号的电池。
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