中国光伏制造商天合光能（Trina Solar）的科研人员提出了一种针对TOPCon太阳能电池紫外线诱导衰减（UVID）的新分类方法，将其明确区分为可逆衰减（r-UVID）和不可逆衰减（ir-UVID）。该分类旨在提升可靠性评估精度、统一测试流程，并更准确预测组件在真实运行工况下的长期性能表现。

研究团队指出，所提出的r-UVID与ir-UVID类别与即将发布的国际电工委员会（IEC）技术规范IEC TS 63624-1中拟定的恢复程序相一致。该规范正致力于标准化晶体硅光伏组件紫外线诱导衰减的实验室测试协议。

“通过使其定义与即将发布的IEC标准保持一致，本文提出的分类旨在为标准化、可靠性测试、质保评估及项目融资建立通用技术语言，从而实现对长期性能风险的一致性评估，并有助于区分仅影响短期输出的可恢复功率损失与实质性影响实际发电量的永久性衰减。”通讯作者李志伟向《pv magazine》表示。

研究人员解释称，TOPCon太阳能电池UVID的显著特征是其强亚稳态性：紫外辐照后，电池在暗态存储过程中会进一步发生性能衰减，主要表现为开路电压下降，并呈现双指数衰减动力学特征。但该部分额外衰减大多具有可逆性，可通过光浸泡或热退火恢复，其机理涉及氢原子再分布及钝化界面处电荷捕获状态的变化。

“实地测试已证实，此类亚稳态功率损失并不影响实际户外发电量，因每日光照可实现动态恢复。”研究人员指出，“UVID严重程度高度依赖于氧化铝（AlO_x）层的厚度与沉积工艺、氢含量及键合构型，以及盖帽层（capping layer）的选择；较厚的AlO_x层与氮氧化硅（SiON）盖帽层可提供更优抗UV能力。”

“TOPCon太阳能电池的UVID在不同制造商间存在显著差异，反映出硅片质量、钝化层沉积工艺及发射极掺杂剖面等方面的差异。”他们补充道。

与常规紫外线预处理测试（通常采用较低UV剂量，难以捕捉TOPCon电池特有衰减机制）不同，该新方法采用显著更高的紫外线辐照剂量，并辅以标准化光浸泡恢复流程。据研究人员介绍，该附加步骤可有效区分恢复后的暂时性、可逆性能损失与仍持续存在的持久性衰减，从而更真实地评估组件长期可靠性及其对户外发电量的潜在影响。

研究人员指出，提升正面钝化性能将是缓解UVID的核心路径。其中最有效的策略之一是优化AlO_x层的厚度与沉积工艺。但过厚的AlO_x层可能引发鼓泡、引入额外界面缺陷并增大隧穿电阻。替代性盖帽材料（尤其是SiON）亦展现出良好前景，可稳定氢原子、减少界面电荷干扰并增强化学钝化效果。

他们还指出，原子层沉积（ALD）技术——特别是等离子体增强ALD（PE-ALD）——通常比传统等离子体增强化学气相沉积（PECVD）具备更优的抗UV性能，尽管具体性能仍取决于工艺参数。此外，建议调节氮化硅（SiN_x）的折射率以增强其UV吸收能力，从而保护下层界面；但需注意过度吸收将降低光学效率。

氢管理被确认为另一项关键缓解策略：氢既可钝化缺陷，也可能在紫外辐照下释放或重分布而诱发衰减。优化沉积温度、反应气体组分、烧结工艺曲线及退火条件，有助于维持有益的氢键合状态，同时抑制复合活性缺陷的形成。

“热应力与紫外线辐射等环境应力的耦合作用尚需深入研究，并亟需更具代表性的可靠性测试方法。”李志伟表示，“不同UV老化光源（如荧光灯与金属卤化物灯）之间的等效性亦需建立标准化判定准则。此外，紫外线B波段（UVB）相较于紫外线A波段（UVA）对衰减速率的影响尚未得到充分量化。”

“研究人员还观察到各电学参数（尤其是短路电流与钝化相关特性）呈现不同衰减模式，但其内在机理尚不明确。”他补充道，“最后，针对ir-UVID的定向缓解策略仍处于初步阶段，亟需系统性方法以预防持久性性能损失，提升组件长期可靠性。”

该分类方法发表于近期刊载于《Solar Energy Materials and Solar Cells》期刊的论文《Ultraviolet-induced degradation in TOPCon solar cells: Reversible (r-UVID) and irreversible (ir-UVID) degradation, mechanisms and mitigation strategies》。