# UVID в солнечных элементах TOPCon: бесконтактное IV-тестирование > Исследование УФ-индуцированной деградации (UVID) в солнечных элементах TOPCon с использованием бесконтактного IV-тестирования, ToF-SIMS и XPS с профилированием по глубине для выявления водорода и ![UVID в солнечных элементах TOPCon: бесконтактное IV-тестирование](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260804/17aeb9818f648b0a8226d34423b2a293.webp) - ** Jerry - ** 2026-08-04 - ** 298 просмотров - ** [Блог](./Blog.html) Редакционная ответственность за эту статью возложена на **Wuhan Ooi Photoelectric Technology Co., Ltd.** Написано и проверено редакционной командой Ooitech. Ознакомьтесь с нашей [редакционной политикой](/editorial-policy.html) о том, как мы пишем, где используются инструменты ИИ и как запросить исправление. ## UVID в солнечных элементах TOPCon: бесконтактное IV-тестирование **Краткий ответ:** Исследование UVID на элементах TOPCon использует бесконтактное тестирование IV, поскольку деградация развивается со временем экспозиции, и само измерение не должно изменять то, что измеряется. Контактное измерение IV на элементе незначительно повреждает металлизацию, что накапливалось бы при повторных измерениях и делало бы кривую деградации нечитаемой. Бесконтактные методы считывают элемент оптически, поэтому один и тот же образец можно отслеживать в течение последовательности УФ-экспозиции. Условия стресса в этой работе используют УФ-экспозицию при 60 °C в спектральных диапазонах 120 нм, 400 нм и 500 нм, образцы обозначены UV60. Преимущество TOPCon перед более ранними архитектурами обусловлено его пассивацией поверхности и селективностью носителей, и UVID — это механизм, который атакует именно эти свойства, поэтому его отслеживают отдельно от характеристики влажного тепла. Производство PV-модулей · от Джерри, Ooitech ## Введение [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) солнечные элементы сейчас доминируют на рынке фотоэлектрических систем благодаря сильной пассивации поверхности и селективным по носителям контактам. Но работа на открытом воздухе выявляет реальное слабое место: УФ-индуцированную деградацию, или UVID. После УФ60-облучения эффективность падает вплоть до 6,72%. Большинство более ранних работ объясняли UVID разрывом Si–H связей высокоэнергетическими фотонами и высвобождением свободного водорода. Это лишь часть истории. Солнечный УФ-спектр охватывает широкий диапазон энергий 3,1–4,43 эВ, поэтому его взаимодействие с поверхностными слоями выходит далеко за рамки одного пути разрыва Si–H. И фронтальный стек Al₂O₃ / SiNₓ гораздо слабее против УФ, чем тыльная сторона. Бесконтактный IV-тестер здесь очень помогает. Он неразрушающий, не требует расходных материалов, работает на миллисекундной скорости, совместим с BC и бесшинными конструкциями, и получает параметры IV, EQE и PL за один замер. В этом исследовании используются ToF-SIMS и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия с профилированием по глубине для отслеживания распределения элементов и изменений химических связей в слоях Al₂O₃ / SiNₓ до и после UV60. Результат: разрыв N–H связей является вторым источником водорода наряду с Si–H. Связи Al–O в аморфном Al₂O₃ разрываются под действием УФ и генерируют большое количество кислородных вакансий. Механизмы водорода и кислорода накладываются друг на друга и усиливают поверхностную рекомбинацию, что дает четкое направление для повышения надежности пассивации. ## Методика эксперимента (a) Схема структуры TOPCon солнечного элемента (b) симметричный образец фронтальной структуры (c) симметричный образец тыльной структуры Были подготовлены симметричные образцы фронтальной структуры (SiNₓ/Al₂O₃/n-Si/Al₂O₃/SiNₓ) и симметричные образцы тыльной структуры (со слоем SiOₓ/n⁺-poly-Si). УФ-старение проводилось на уровне модуля. Источник света был в основном УФ-А с примерно 11% УФ-В, при 60°C и влажности 30%. Спектральная облученность источника УФ-света ## Фронтальная и тыльная структура: сравнение УФ-стойкости Изменения (a) τeff при концентрации инжектированных носителей 1×10¹⁵ см⁻³, (b) iVoc и (c) односторонней J₀ для симметричных образцов фронтальной и тыльной структуры во время УФ-облучения Симметричная тыльная структура почти не деградировала после воздействия УФ-излучения в количестве 60 кВт·ч·м⁻². Её слой поли-Si толщиной 120 нм поглощает почти весь УФ-свет и обеспечивает эффективную защиту. Фронтальная структура показала другую картину. τeff снизился с 2895,6 мкс до 1552,8 мкс. iVoc упал с 735,5 мВ до 715,2 мВ. Односторонняя J₀ выросла до 18,4 фА·см⁻², что примерно в три раза превышает исходное значение. Пассивация Al₂O₃ / SiNₓ сильно деградировала. ## Эволюция химического состава Профили интенсивности по глубине (a) водорода и (b) кислорода в полированном симметричном образце с фронтальной структурой до и после УФ60, измеренные методом ToF-SIMS ToF-SIMS показывает, что концентрация водорода заметно возрастает после УФ-облучения, особенно внутри слоя SiNₓ. Профилирование по глубине методом XPS N 1s показывает, что на границе раздела SiNₓ / Al₂O₃ доля связей N–H снизилась с 9,64% до 5,97%. Таким образом, разрыв связей N–H является вторым источником водорода помимо Si–H. Освободившийся водород диффундирует к поверхности слоя SiNₓ и рекомбинирует там с кремнием, поэтому доля N–H вблизи этой поверхности фактически возрастает. Кислород играет не менее важную роль. Содержание кислорода в слое Al₂O₃ незначительно снизилось, тогда как на границах SiNₓ/Al₂O₃ и Al₂O₃/Si оно увеличилось. Это указывает на разрыв связей Al–O и миграцию свободного кислорода наружу. Энергия связи Al–O в идеальном кристалле составляет около 5,3 эВ. Однако в аморфном Al₂O₃ недостаточно координированные ионы алюминия и кислородные вакансии захватывают электроны и приобретают отрицательный заряд, снижая энергию активации разрыва соседних связей Al–O примерно до 2,4 эВ. Это означает, что УФ-свет с длиной волны 400 нм (3,1 эВ) способен разрывать эти связи. Спектры XPS N 1s с профилированием по глубине на различных границах раздела слоя Al₂O₃/SiNₓ до и после УФ60 с подобранными кривыми для связей N–Si (397,5 эВ) и N–H (399,5 эВ) XPS O 1s показывает превращение решёточного кислорода (OI) в кислородные вакансии (OII). В спектрах Al 2p доля Al₂O₃ снизилась с 69,99% до 60,36%, тогда как доля Al–OH выросла с 30,01% до 39,64%. В спектрах Si 2p содержание Si²⁺ увеличилось, а содержание кремния в более высоких степенях окисления снизилось. Электроны, высвобождающиеся при образовании кислородных вакансий, восстанавливают кремний из более высоких степеней окисления. В совокупности эти изменения в связях кислорода, алюминия и кремния показывают, что качество плёнки Al₂O₃ уже ухудшилось. ## Деградация электрических характеристик Кривые EQE и отражения солнечного элемента TOPCon до и после УФ60 Изменение удельного контактного сопротивления фронтальной стороны солнечного элемента TOPCon в процессе воздействия УФ60 Отражательная способность практически не изменилась после УФ60. EQE показал умеренное снижение в коротковолновой области ниже 500 нм, что соответствует более сильной рекомбинации на фронтальной поверхности. Контактное удельное сопротивление фронтальной стороны росло почти линейно с дозой УФ-излучения, достигнув 4,1 мОм·см², что примерно в 8,6 раза выше. Причина: свободный водород и кислород, образующиеся в пассивирующем слое, диффундируют к границе раздела с электродом и участвуют в окислительно-восстановительных реакциях. УФ также превращает молекулы воды на поверхности серебра в гидроксильные радикалы, и вместе они разъедают металлический электрод. Скорости деградации электрических характеристик при воздействии УФ60: (a) Voc (b) Jsc (c) FF (d) Eff Voc снизился на 3,46% относительно, из-за деградации пассивации фронтальной поверхности и роста J₀. FF упал на 2,82% из-за увеличения контактного удельного сопротивления фронтальной стороны. Jsc снизился всего на 0,64%, поскольку потери EQE в коротковолновой области были ограничены. Итоговая потеря эффективности фотоэлектрического преобразования составила 6,72%. ## Заключение Фронтальная структура SiNₓ/Al₂O₃ TOPCon-элементов значительно слабее к УФ-излучению, чем тыльная структура. Под воздействием УФ связи Si–H и N–H последовательно разрываются и высвобождают свободный водород. Связи Al–O в аморфном Al₂O₃ разрываются под действием УФ, высвобождая свободный кислород и создавая большое количество кислородных вакансий. Al₂O₃ превращается в Al–OH, а валентность кремния смещается. Эти два механизма деградации — водородный и кислородный — накладываются друг на друга и усиливают рекомбинацию на поверхности. Добавьте резкий рост контактного удельного сопротивления фронтальной стороны, и в результате получается потеря эффективности 6,72%. Эта работа дает полезную основу для понимания UVID в TOPCon и для повышения долгосрочной надежности пассивирующих слоев. ## Мнение Ooitech UVID продолжает доказывать, что фронтальный стек — это то место, где надежность действительно проходит испытание, поэтому то, как вы строите и контролируете осаждение и инкапсуляцию SiNₓ/Al₂O₃ на линии модулей, имеет такое же значение, как и рецептура ячеек. На наших линиях модулей TOPCon и PERC под ключ мы видим тот же урок на этапах укладки, ламинации и EL: небольшие технологические решения определяют, будут ли панели выдерживать внешние условия в течение многих лет. Если вы хотите больше практических взглядов с производственного цеха, канал Ooitech на YouTube по адресу [www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech) стоит подписаться. Похожие: [TOPCon UVID и разделение на r-UVID / ir-UVID](https://www.ooitech.com/topcon-uvid-reversible-and-irreversible-uv-degradation.html) объясняет, почему один и тот же модуль считывается по-разному в зависимости от того, когда выполняется измерение. ## Дополнительные материалы и справочные данные Публичные справочные материалы по этой теме, опубликованные организациями, которые поддерживают технологическую дорожную карту и рыночные данные отрасли: - [Fraunhofer ISE — Отчёт по фотовольтаике](https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html) - [Министерство энергетики США — Фотовольтаика](https://www.energy.gov/eere/solar/photovoltaics) - [VDMA — Международная технологическая дорожная карта по фотовольтаике (ITRPV)](https://www.vdma.org/international-technology-roadmap-photovoltaic) --- ##### Теги: ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Запросить предложение Все загрузки безопасны и конфиденциальны. ## Мы предоставляем экспертизу, которой можно доверять наш сервис Оборудование напрямую с завода. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Экономически эффективные преимущества Мы предоставляем исключительную ценность, максимизируя результаты и оптимизируя бюджеты для клиентов. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### Наша опытная команда Наши квалифицированные специалисты специализируются на инновационных решениях и индивидуальных стратегиях. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### Более 15 лет опыта в отрасли Глубокий опыт гарантирует надежные, актуальные и проверенные результаты для успеха. ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477357667605.webp ) ![](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20250910/1757477724911512.webp) ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ## Что наши клиенты говорят о нас Отзывы клиентов хвалят наше глубокое понимание их задач, что приводит к инновационным решениям и высокой рентабельности инвестиций. Долгосрочное сотрудничество — некоторые более десяти лет — демонстрирует их доверие и удовлетворенность. Их истории успеха побуждают нас постоянно превосходить ожидания. [Узнать больше **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Ещё раз большое спасибо за огромную помощь в улучшении и исправлении фабрики, а также за обучение рабочих использованию машин ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Марк BIPV Филиппины ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Спасибо Ooitech за предоставление полностью автоматизированного производственного оборудования — ваша установка и послепродажное обслуживание были отличными. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Амджад ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Спасибо Ooitech за предоставление высокоподходящего экспериментального оборудования для BC солнечных элементов. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) благодарим за профессиональную поддержку ooitech и своевременное послепродажное обслуживание. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Диарра из Африки ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Человек с большой душой. Большое спасибо за ваш визит, господин Ву. Большое спасибо за услуги по установке оборудования и обучению моих студентов. Самый добрый человек и профессионал в своей области ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Джизакский политехнический институт ## Наша новейшая продукция ![Испытательное оборудование IEC 61215 & 61730: 0.1-10kV, 2600mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032716200590.webp) - [** Rachael](./solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) - [** 92599](./solar-panel-testing-equipment-for-iec-certification-complete-pv-module-test-solutions-by-ooitech.html) ### Испытательное оборудование IEC 61215 & 61730: 0.1-10kV, 2600mm Ooitech предлагает полный ассортимент оборудования для тестирования солнечных панелей для сертификации IEC61215 и IEC61730, включая станции визуального контроля ![Оборудование для производства солнечных панелей: как выбрать первую линию](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774942832346689.webp) - [** ooitech](./solar-panel-making-machine.html) - [** 73](./solar-panel-making-machine.html) ### Оборудование для производства солнечных панелей: как выбрать первую линию Покупка первого оборудования для производства солнечных панелей: 9 этапов сборки, полуавтоматический или автоматический вариант, персонал, требования к помещению и проверка коммерческого предложения. ![Тестер IV ST-TLD3A+ – вспышка и характеристики фотоэлектрического модуля](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774514799764615.webp) - [** Rachael](./Solar-Panel-IV-Tester-ST-TLD3A-SMTL-V21-3A-Professional-PV-Module-Testing-Equipment.html) - [** 38332](./Solar-Panel-IV-Tester-ST-TLD3A-SMTL-V21-3A-Professional-PV-Module-Testing-Equipment.html) ### Тестер IV ST-TLD3A+ – вспышка и характеристики фотоэлектрического модуля Солнечный тестер IV ST-TLD3A+ / SMTL-V21.3A+ – спектр A+, тестирует монокристаллические, поликристаллические, TOPCon, HJT, IBC и тонкоплёночные модули. Точные кривые I-V/P-V для полного модуля ![Станок для обрамления солнечных панелей OTZK: ±1mm, 2000x1100mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774608426614052.webp) - [** Rachael](./solar-panel-framing-machine-with-punching-function-and-otzk-a-full-automatic-framing-machine-with-auto-dispensing-glue-ooitech.html) - [** 20455](./solar-panel-framing-machine-with-punching-function-and-otzk-a-full-automatic-framing-machine-with-auto-dispensing-glue-ooitech.html) ### Станок для обрамления солнечных панелей OTZK: ±1mm, 2000x1100mm Ooitech предлагает высокопроизводительные станки для обрамления солнечных панелей, включая гидравлический пробивной станок для обрамления и полностью автоматический станок для обрамления OTZK-A ![AM050FH MBB Tabber Stringer: 6800 полос/ч, ±0.05 мм](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774262936967131.webp) - [** ooitech](./am050fh-mbb-pv-cell-soldering-stringer-fully-automatic-solar-cell-tabber-stringer-machine-ooitech.html) - [** 57120](./am050fh-mbb-pv-cell-soldering-stringer-fully-automatic-solar-cell-tabber-stringer-machine-ooitech.html) ### AM050FH MBB Tabber Stringer: 6800 полос/ч, ±0.05 мм Автоматический таббер-стрингер для солнечных элементов: AM050FH паяет многобусбарные элементы с лазерной резкой пополам и на 1/3 на одной платформе, для линий MBB и half-cut. ![Алюминиевая рама для солнечной панели: размеры и анодирование](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032713454036.jpg.webp) - [** Rachael](./Solar-Panel-Aluminum-Frame-Manufacturing-Equipment-Professional-PV-Module-Frame-Production-Solutions.html) - [** 36647](./Solar-Panel-Aluminum-Frame-Manufacturing-Equipment-Professional-PV-Module-Frame-Production-Solutions.html) ### Алюминиевая рама для солнечной панели: размеры и анодирование Алюминиевая рамка для солнечной панели, анодированная и нарезанная под типоразмеры модулей G1/M6/M10/M12, с полным циклом экструзии, резки и поставки угловых ключей с одной линии.