硅異質結太陽能電池對紫外線(UV)敏感。二次離子質譜(SIMS)分析表明，365nm 紫外線會解離 Si-H 鍵，導致氫原子從 a-Si:H/c-Si 界面遷移并形成亞穩態缺陷。東方日升全球光伏研究院聯合東南大學，針對n型異質結電池和組件的紫外穩定性進行了深度機理性的研究，開發了低紫外損傷連續PECVD 工藝，通過優化i1鈍化層氫含量達33%( a-Si0x:H)i2鈍化層氫含量達25%(a-Si:H)，使載流子壽命提升至3.6ms，紫外誘導衰減(UVID)從1.59%降至 0.71%。

近日，相關研發成果以《Enhancing UV light stability in commercial silicon HJT solar cells and modules》發表于能源領域頂級期刊《Solar Energy》（圖1），首次系統性揭示了異質結(HJT)技術紫外線衰減(UVID)的原子級機理，并創新性提出解決方案。這標志著中國光伏企業在核心技術創新上再次實現全球引領。

圖1 Enhancing UV light stability in commercial silicon HJT solar cells and modules

01 直擊行業痛點：

破解HJT紫外衰減的“黑匣子”

長期以來，紫外線對n型高效電池的侵蝕如同“隱形殺手”——365nm波長的紫外光子會精準破壞硅氫鍵（Si-H），導致界面鈍化失效。作為鈍化效果最好，效率更優的異質結電池，也不例外。在這次的研究中，團隊通過二次離子質譜（SIMS） 首次捕捉到氫原子遷移軌跡（圖2）。

圖2 氫原子遷移

氫原子從a-Si:H/c-Si界面逃逸至表面，造成鈍化層空洞化，Voc與FF顯著衰減。這一發現顛覆了行業對紫外衰減的模糊認知，為根治技術難題奠定基礎。

02 技術破局：

從材料基因到工藝革命

創新1：

全球首創

“低紫外損傷連續PECVD沉積”工藝

團隊開發低紫外損傷連續PECVD沉積技術（專利號已申請），在界面層植入“氫原子防護網”：

● 首創梯度氫含量設計：i?層（a-SiO?:H）氫含量33% → i?層（a-Si:H）25%

● 載流子壽命提升至3.6ms（行業均值<2.5ms），UVID衰減率降低55%（從1.59%→0.71%）（圖3）

圖3 各參數電性能變化

創新2：

溫度與紫外衰減的顛覆性發現

研究首次建立了紫外強度-暴露時間-溫度的關聯模型：如圖4所示。從實驗數據證明：

1. 延長紫外暴露時間與增強紫外強度將加劇UVID；

2. 高溫環境（≥110℃）可完全抑制UVID（即使100%紫外功率）；

3. 60倍光強光注入處理（60 suns）可修復短期紫外損傷（6-20 kWh/m2）。

圖4 三因素關聯模型

03 持續引領：

從實驗室到全球電站的承諾

“這項研究不僅發表于頂級期刊，更已導入東方日升Hyper-ion伏曦Pro異質結電池和組件產線。”——Shehroz Razzaq博士（論文第一作者）指出，“我們通過材料基因優化-電池工藝創新-紫外截止封裝系統的三重技術閉環，有效地改善了HJT電池和組件的UVID性能。”

東方日升一直致力于異質結技術的持續研發和優化，近三年來，東方日升全球光伏研究院在HJT領域發表核心期刊論文7篇，專利授權330余項，實驗室效率26.5% → 量產效率26.2%（2024Q1數據），目前HJT電池最佳批次平均效率 26.4%，冠軍電池效率 26.61%。積極參與標準化工作，主參編各類標準共計36項，具體包括：國家標準8項（主編1項，參編7項）、行業標準7項、團體標準21項，并于近期著手申請《Rapid stabilization treatment method for metastable PV modules 》IEC國際標準立項。

“在東方日升，我們始終聚焦能源技術的本質價值——通過原子級界面鈍化和氫鍵行為優化，讓每一縷陽光都轉化為經得起時間考驗的綠色能量。” 東方日升全球光伏研究院院長楊伯川博士強調說，“這不僅是效率和可靠性的提升，更是對新能源可持續性的根本承諾。”