光伏電池鈍化效果越好，電池效率越容易受到紫外波段光線的影響

為了獲得更高的太陽電池轉換效率，電池表面鈍化是一個非常重要和關鍵的步驟。由于較高的體復合速度和表面復合速度會限制電池的開路電壓，同時也會降低電池的填充因子FF，所以通過采用高質量的表面鈍化層來抑制表面復合，成為獲得高效率太陽電池的前提條件。

對太陽電池來說，良好表面鈍化效果的微觀表現是缺陷態密度降低、界面復合減少，宏觀的表現則是少數載流子壽命的增加和電池開路電壓Voc的上升。縱觀太陽能電池技術的發展，不管是從早期的BSF技術，到PERC技術，還是到現在的n型TOPCon和HJT技術，我們不難發現，電池技術的發展史，其實也是鈍化材料和工藝的演化史，每次電池技術的更新、效率的提升，都是和鈍化材料和工藝的優化分不開的。BSF電池的鈍化早期采用的是TiO2，后來采用了SiNx，但是只對電池正面進行了鈍化；PERC電池則同時對電池背面進行了鈍化，使用了氧化鋁和SiNx，但是為了金屬化連接，燒穿工藝和背面打孔也導致了其鈍化并非是全面積鈍化；TOPCon電池目前量產采用了背面鈍化接觸結構，使用了氧化硅和多晶硅；異質結在考慮了上述優點的情況下，采用了非晶硅雙面全面積鈍化接觸方式，鈍化效果最好，開壓最高。在目前已有的這些太陽能電池主流技術里，異質結的開路電壓可以達到量產平均753mV以上，是目前所有單結電池中開壓最高的一種電池技術，也是所有電池技術中鈍化效果最好的電池技術。

光伏電池鈍化膜通過形成Si-H鍵來飽和半導體表面的懸掛鍵來減少表面缺陷，從而降低光生載流子的復合損失，以此提高光電轉換效率、延長電池使用壽命。但是Si-H鍵很容易受到紫外線的影響而發生斷裂，一旦斷裂，就會導致鈍化效果下降，從而帶來電池轉換效率的下降，這個其實就是我們在n型電池里能看到的UVID的基本原理。而且鈍化效果越好，這種現象就越明顯，就像兩件精美的瓷器，一件是白色的，一件是灰色的，那么在沾染上同樣灰塵的時候，白色的瓷器上會表現的更加明顯。

沒有金剛鉆，不攬瓷器活

作為單結電池技術中鈍化效果最好、效率最高的異質結電池，紫外光對其鈍化膜的影響比其他技術更明顯，為了降低和消除這種影響，光伏行業的科學家和工程師們基本上會采用兩種解決方案，一種是在封裝時使用高截止膠膜，所謂高截止膠膜，就是在膠膜里添加了一定比例的紫外截止劑，通過增加在膠膜中的截止劑，可以將280~380nm波段的紫外透光率降低至2%~15%左右，能有效地減少到達電池片表面的紫外線的量，這種膠膜的使用雖然避免了電池受到紫外的影響，但是同時也降低了入射光的能量，導致組件的功率封裝損失變大，組件功率損失了一部分。于是第二種方案——光轉膠膜逐步進入大家的視野，光轉膠膜是將截止型膠膜的截止劑替換為光轉劑的一種新型膠膜，所謂光轉膠膜，顧名思義，就是將入射光的某些波段轉換為其他波段。東方日升研發團隊經過精確測量，使用光轉膠膜對在280~380nm波段的紫外光進行轉換，使這個波段的紫外透過率降至2%以下，同時還可以保證可見光波段的透過率。更重要的是，光轉膠膜能夠將那部分紫外光轉化為對電池無傷的藍光，通過這種方式，既保護電池片免受紫外線破壞，又能有效利用紫外線的能量以提升組件功率，可靠性和提效一舉兩得。相比使用高截止的膠膜，使用光轉膜可使組件功率提升1%以上。

雖然俗話說：“沒有金剛鉆，不攬瓷器活”，但是筆者認為，有了金剛鉆，還需要知道金剛鉆該怎么用才行，“會用金剛鉆，才攬瓷器活”。光轉膠膜可以說就是這么一把“金剛鉆”，雖然可以有效降低紫外波段光線對高效電池的鈍化膜破壞的同時，還能提高組件的功率輸出，但是在光轉膠膜的應用上，還需要知道光轉膠膜該怎么用。就像手里拿著一把槍，會用才叫槍，不會用，當個燒火棍子可能都會嫌沉吧。

會用金剛鉆，才攬瓷器活

在光轉膠膜實際應用研發中，東方日升的研發人員發現，光轉劑的含量對于光轉膜的穩定性起到了很重要的作用。光轉劑含量如果處于閾值以下，在UV輻照量的累計測試過程中，會發生光轉劑的衰減現象，在這種情況下，光轉膠膜的紫外透過率會隨著UV輻照量的累積持續增大。經過對多種方案的光轉膠膜進行穩定性測試研究，研發團隊與供應商共同開發出了一款具有高穩定性的光轉膠膜（如圖1所示），通過UV120的測試，日升方案光轉膠膜的紫外透光率仍處于很低的水準，整體紫外透光率變化不大，具有很高的穩定性。

圖1 膠膜紫外透過率隨UV輻照累計變化

除了上面談到的光轉膠膜材料本身的技術要求外，如何配置采用光轉膠膜的封裝BOM也是使用這把“金剛鉆”的關鍵。異質結電池作為天生的雙面電池，雙面率最高可以超過95%，封裝成組件后，組件的雙面率也可以達到85%以上。在電站中，異質結組件的高雙面率也是電站能夠獲得更高發電量的主要因素之一，既然背面能夠發電，那么在考慮了正面使用光轉膜的情況下，我們必然要考慮到如何消除紫外對組件背面的影響。憑借深厚的技術積累和創新精神，東方日升研發人員通過大量的測試和對比，率先在異質結組件封裝領域實現了技術突破，開發了一款能有效保護HJT電池背面的膠膜，這種光轉膠膜的BOM配置，讓HJT組件的正背面都能得到高效保護。

東方日升光轉技術方案的成功開發和應用，有效地降低了使用高截止膠膜帶來的功率封裝損失，使異質結組件的功率在原來的基礎上提升了10W左右；同時在組件可靠性方面也展現出了獨特優勢，光轉材料的定義和封裝方式的優化最大程度上降低和消除了紫外對電池的影響并確保其長期的穩定性，從而在戶外環境下具有更高的穩定性和更低的衰減率。在該方案的開發中，東方日升的科學家和工程師們，通過對光轉材料的重新定義和應用方案的創新，使光轉膜技術成為一個穩定和高效的應用方案，也使東方日升的異質結產品從“伏曦1.0”升級到了“伏曦2.0”。

乘風破浪會有時，直掛云帆濟滄海

作為全球領先的光伏產品制造商和解決方案供應商，東方日升多年以來致力于異質結技術和產品的研發和量產化工作，基于先進技術轉化落地的異質結伏曦組件匯聚了企業多年的研發成果，全行業第一家使用0BB量產的產品，全行業第一家最薄電池的量產化應用，全行業第一家金屬化純銀耗量不超過6mg/W，自主專利的低應力互聯昇連接技術，這些技術的開發和量產化應用無疑都為行業異質結技術的量產化起到了行業引領作用。而這次光轉方案的開發中，東方日升的科學家和工程師們，通過對光轉材料的重新定義和應用方案的創新，使光轉膜技術成為一個穩定和高效的應用方案，我們相信，這也將會成為整個光伏行業又一個新的里程碑。

在“雙碳”目標和全球能源綠色轉型背景下，東方日升勇擔社會使命，積極探索綠色能源技術發展與創新，以深厚技術底蘊和創新能力推動行業發展。在異質結技術價值日益凸顯的當下，隨著異質結技術和封裝技術的不斷突破和前行，高發電量、低碳排的異質結產品將會為全球能源轉型和環境保護做出更大貢獻，也將為全球光伏產業的可持續發展貢獻新的智慧和力量。