美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）的研究团队最近对TOPCon太阳能电池中紫外线诱导的降解现象进行了量化分析。研究显示，紫外线照射会导致电池性能下降，其中高紫外线诱导降解的电池表现出载流子寿命与注入水平相关以及电池间性能差异显著的特征，这暗示制造过程中可能存在不一致性。

首席研究员Dana Kern表示：“紫外线暴露引发的降解问题值得关注，不仅因为它造成了TOPCon电池中可恢复与不可恢复损失的特殊现象，还因为现有认证测试对紫外线暴露的模拟严重不足。这意味着通过常规加速测试的光伏产品，其紫外线敏感性可能未被发现。这一问题已在业内引起广泛重视，推动了全球范围内对光伏电池和组件紫外线老化测试标准化的努力。”Kern补充道，紫外线老化测试需要结合降解机制和相关的亚稳定性，以准确评估加速测试条件下功率损失的可恢复性。“只有与户外实际运行相关的损失才应被纳入考量，因为暗储存损失在光照下会快速恢复，从而限制了这种亚稳定性对户外组件的影响程度。”她指出，“如果在紫外线老化后让组件处于黑暗环境，或在从户外移除后于黑暗中等待测试，可能会高估模块的降解程度。”

在发表于《Progress in Photovoltaics》的论文中，研究团队深入探讨了这种亚稳定性，旨在揭示TOPCon组件对紫外线敏感性的潜在化学机制。Kern介绍：“我们在组件层面采用了一种非破坏性方法。通过原位电致发光成像，我们观察到组件在暗储存中经历长达500小时的降解过程，随后开启紫外线LED灯，组件在几秒到几分钟内迅速恢复。值得注意的是，同一模块内不同电池的暗储存降解程度存在较大差异，但所有电池都表现出相似的时间响应特性。”研究还发现，缓慢的暗储存降解和光照下的快速恢复与氧化铝中电荷捕获的已知亚稳定性相符。Kern解释：“假设钝化质量和载流子寿命主要由氧化铝场效应决定，我们可以将电致发光强度与氧化铝固定电荷密度直接关联。这表明，黑暗中的电荷脱捕获会削弱氧化铝场效应钝化的效果，而光诱导的电荷捕获有助于维持负电荷密度，提升光照下的载流子寿命。”

进一步的研究通过强度依赖性光致发光和电致发光成像发现，暗储存损失更严重的电池同时表现出更高的陷阱辅助复合程度和更明显的性能不均匀性。Kern认为：“这种注入水平依赖性的变化可能指向钝化或界面质量的不均匀性，我们将对此展开更深入的探究。”研究人员总结指出，在相当于一年的紫外线剂量照射后，2.3%至3.2%的不可恢复降解属于严重水平，可能超出常规模块保修范围。他们强调，虽然可恢复的暗储存亚稳定性可能与实际运行关联不大，但它为了降解机制提供了重要线索，并可能作为区分不同样本的参考指标。