# UVID nelle celle solari TOPCon: Test IV senza contatto > Uno studio sulla degradazione indotta da UV (UVID) nelle celle solari TOPCon utilizzando test IV senza contatto, ToF-SIMS e XPS con profilazione in profondità per rivelare idrogeno e ![UVID nelle celle solari TOPCon: Test IV senza contatto](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260804/17aeb9818f648b0a8226d34423b2a293.webp) - ** Jerry - ** 2026-08-04 - ** 298 Visualizzazioni - ** [Blog](./Blog.html) La responsabilità editoriale di questo articolo spetta a **Wuhan Ooi Photoelectric Technology Co., Ltd.** Scritto e revisionato dal team editoriale di Ooitech. Consulta la nostra [politica editoriale](/editorial-policy.html) per sapere come scriviamo, dove vengono utilizzati gli strumenti di intelligenza artificiale e come richiedere una correzione. ## UVID nelle celle solari TOPCon: Test IV senza contatto **Risposta rapida:** La ricerca UVID sulle celle TOPCon utilizza test IV senza contatto perché il degrado si sviluppa nel tempo di esposizione e la misurazione stessa non deve modificare ciò che viene misurato. Il contatto con una cella per effettuare una lettura IV danneggia leggermente la metallizzazione, il che si accumulerebbe su misurazioni ripetute e renderebbe illeggibile la curva di degrado. I metodi senza contatto leggono invece la cella otticamente, così lo stesso campione può essere monitorato attraverso una sequenza di esposizione ai raggi UV. Le condizioni di stress in questo lavoro utilizzano l'esposizione ai raggi UV a 60 °C negli intervalli spettrali di 120 nm, 400 nm e 500 nm, con campioni designati UV60. Il vantaggio di TOPCon rispetto alle architetture precedenti deriva dalla sua passivazione superficiale e selettività dei portatori, e l'UVID è il meccanismo che attacca esattamente tali proprietà, motivo per cui viene monitorato separatamente dalle prestazioni in condizioni di caldo umido. Produzione di moduli fotovoltaici · di Jerry, Ooitech ## Introduzione [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) le celle solari ora dominano il mercato fotovoltaico grazie a una forte passivazione della superficie e a contatti selettivi per i portatori di carica. Ma il funzionamento all'aperto espone un vero punto debole: la degradazione indotta dai raggi UV, o UVID. Dopo l'irraggiamento UV60, l'efficienza cala fino al 6,72%. La maggior parte dei lavori precedenti attribuiva l'UVID alla rottura dei legami Si-H da parte dei fotoni ad alta energia e al rilascio di idrogeno libero. Questa è solo una parte della storia. Lo spettro UV solare copre un ampio intervallo di energia di 3,1–4,43 eV, quindi la sua interazione con gli strati superficiali anteriori va ben oltre un singolo percorso di rottura Si-H. E lo stack frontale Al₂O₃ / SiNₓ è molto più debole contro i UV rispetto al lato posteriore. Un tester IV senza contatto aiuta molto qui. È non distruttivo, usa zero consumabili, funziona a velocità di millisecondi, funziona con design BC e senza busbar, e raccoglie parametri IV, EQE e PL in un'unica misurazione. Questo studio utilizza ToF-SIMS e XPS con profilazione in profondità per tracciare la distribuzione degli elementi e i cambiamenti dei legami chimici negli strati Al₂O₃ / SiNₓ prima e dopo UV60. Il risultato: la rottura del legame N-H è una seconda fonte di idrogeno insieme a Si-H. I legami Al-O nell'Al₂O₃ amorfo vengono rotti dai UV e generano un gran numero di vacanze di ossigeno. I meccanismi di idrogeno e ossigeno si accumulano e peggiorano la ricombinazione superficiale, dando una chiara direzione per migliorare l'affidabilità della passivazione. ## Metodo Sperimentale (a) Schema della struttura della cella solare TOPCon (b) campione simmetrico di struttura frontale (c) campione simmetrico di struttura posteriore Sono stati preparati campioni simmetrici di struttura frontale (SiNₓ/Al₂O₃/n-Si/Al₂O₃/SiNₓ) e campioni simmetrici di struttura posteriore (con strato SiOₓ/n⁺-poly-Si). L'invecchiamento UV è stato eseguito a livello di modulo. La sorgente luminosa era principalmente UV-A con circa l'11% di UV-B, a 60°C e 30% di umidità. Irradianza spettrale della sorgente luminosa UV ## Struttura frontale vs posteriore: resistenza ai UV a confronto Cambiamenti in (a) τeff a una concentrazione di portatori iniettati di 1×10¹⁵ cm⁻³, (b) iVoc e (c) J₀ su un lato per campioni simmetrici di struttura frontale e posteriore durante l'esposizione ai UV La struttura posteriore simmetrica si è degradata appena dopo 60 kWh·m⁻² di esposizione UV. Il suo strato di poli-Si spesso 120 nm assorbe quasi tutta la luce UV e fornisce una schermatura efficace. La struttura anteriore ha raccontato una storia diversa. τeff è sceso da 2895,6 μs a 1552,8 μs. iVoc è sceso da 735,5 mV a 715,2 mV. La J₀ su un solo lato è salita a 18,4 fA·cm⁻², circa tre volte il valore iniziale. La passivazione Al₂O₃ / SiNₓ si è degradata pesantemente. ## Evoluzione della composizione chimica Profili di profondità dell'intensità di (a) idrogeno e (b) ossigeno nel campione simmetrico lucidato della struttura anteriore prima e dopo UV60, misurati con ToF-SIMS ToF-SIMS mostra che la concentrazione di idrogeno aumenta chiaramente dopo l'esposizione UV, specialmente all'interno dello strato SiNₓ. La profilazione XPS di profondità N 1s mostra che all'interfaccia SiNₓ / Al₂O₃, la frazione di legame N–H è scesa dal 9,64% al 5,97%. Quindi la rottura del legame N–H è la seconda fonte di idrogeno oltre a Si–H. L'idrogeno liberato diffonde verso la regione superficiale di SiNₓ e si ricombina con il silicio lì, motivo per cui la frazione N–H aumenta effettivamente vicino a quella superficie. L'ossigeno racconta una storia altrettanto importante. L'ossigeno nello strato Al₂O₃ è leggermente diminuito, mentre l'ossigeno alle interfacce SiNₓ/Al₂O₃ e Al₂O₃/Si è aumentato. Questo indica che i legami Al–O si rompono e l'ossigeno libero migra verso l'esterno. L'energia di legame Al–O in un cristallo ideale è di circa 5,3 eV. Ma in Al₂O₃ amorfo, gli ioni di alluminio sotto-coordinati e le vacanze di ossigeno intrappolano elettroni e diventano caricati negativamente, abbassando l'energia di attivazione per la rottura dei legami Al–O adiacenti a circa 2,4 eV. Ciò significa che la luce UV a 400 nm (3,1 eV) è sufficiente per romperli. Spettri XPS di profondità N 1s a diverse interfacce dello strato Al₂O₃/SiNₓ prima e dopo UV60, con curve adattate per i legami N–Si (397,5 eV) e N–H (399,5 eV) XPS O 1s mostra ossigeno reticolare (OI) che si converte in vacanze di ossigeno (OII). Negli spettri Al 2p, la frazione di Al₂O₃ è scesa dal 69,99% al 60,36% mentre Al–OH è salita dal 30,01% al 39,64%. Negli spettri Si 2p, Si²⁺ è aumentato mentre il silicio a valenza più alta è diminuito. Gli elettroni rilasciati quando si formano le vacanze di ossigeno riducono il silicio da stati di ossidazione più elevati. Nel complesso, questi cambiamenti nei legami di ossigeno, alluminio e silicio mostrano che la qualità del film Al₂O₃ ha già subito danni. ## Degradazione delle Prestazioni Elettriche Curve EQE e di riflettanza della cella solare TOPCon prima e dopo UV60 Variazione della resistività di contatto frontale della cella solare TOPCon durante l'esposizione UV60 La riflettanza è rimasta sostanzialmente invariata dopo UV60. L'EQE ha mostrato una moderata diminuzione nella regione delle lunghezze d'onda corte sotto i 500 nm, corrispondente a una più forte ricombinazione superficiale frontale. La resistività di contatto frontale è aumentata quasi linearmente con la dose UV, raggiungendo 4,1 mΩ·cm², circa 8,6 volte superiore. La causa: l'idrogeno e l'ossigeno liberi generati nello strato di passivazione diffondono all'interfaccia dell'elettrodo e partecipano a reazioni redox. Gli UV convertono anche le molecole d'acqua sulla superficie dell'argento in radicali idrossilici, e insieme corrodono l'elettrodo metallico. Tassi di degradazione delle prestazioni elettriche durante l'esposizione UV60: (a) Voc (b) Jsc (c) FF (d) Eff La Voc è diminuita del 3,46% relativo, guidata dalla degradazione della passivazione superficiale frontale e dall'aumento di J₀. Il FF è sceso del 2,82%, guidato dalla maggiore resistività di contatto frontale. La Jsc è scesa solo dello 0,64%, poiché la perdita di EQE nella regione delle lunghezze d'onda corte era limitata. La perdita finale di efficienza di conversione fotoelettrica è arrivata al 6,72%. ## Conclusione La struttura frontale SiNₓ/Al₂O₃ delle celle TOPCon è molto più debole contro gli UV rispetto alla struttura posteriore. Sotto UV, i legami Si–H e N–H si rompono in sequenza e rilasciano idrogeno libero. I legami Al–O nell'Al₂O₃ amorfo si rompono sotto UV, rilasciando ossigeno libero e creando un gran numero di vacanze di ossigeno. L'Al₂O₃ si converte verso Al–OH e la valenza del silicio cambia. Questi due meccanismi di degradazione, idrogeno e ossigeno, si accumulano e peggiorano la ricombinazione superficiale. Aggiungi il forte aumento della resistività di contatto frontale, e il risultato è una perdita di efficienza del 6,72%. Il lavoro offre un utile riferimento per comprendere l'UVID delle TOPCon e per migliorare l'affidabilità a lungo termine degli strati di passivazione. ## Il Punto di Vista di Ooitech L'UVID continua a dimostrare che lo stack frontale è dove l'affidabilità viene davvero messa alla prova, quindi come costruisci e controlli la deposizione e l'incapsulamento di SiNₓ/Al₂O₃ su una linea di moduli conta tanto quanto la ricetta della cella. Sulle nostre linee chiavi in mano per moduli TOPCon e PERC vediamo la stessa lezione svolgersi sul layup, sulla laminazione e sul lato EL: piccole scelte di processo decidono se i pannelli resistono all'aperto per anni. Se vuoi più punti di vista pratici dalla fabbrica, il canale YouTube di Ooitech all'indirizzo [www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech) vale la pena di essere seguito. Correlato: [UVID TOPCon e la suddivisione r-UVID / ir-UVID](https://www.ooitech.com/topcon-uvid-reversible-and-irreversible-uv-degradation.html) spiega perché lo stesso modulo si legge diversamente a seconda di quando viene effettuata la misurazione. ## Approfondimenti e dati di contesto Materiale di riferimento pubblico su questo argomento, pubblicato dalle organizzazioni che mantengono la roadmap tecnologica e i dati di mercato del settore: - [Fraunhofer ISE — Rapporto sul fotovoltaico](https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html) - [Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti — Fotovoltaico](https://www.energy.gov/eere/solar/photovoltaics) - [VDMA — Roadmap tecnologica internazionale per il fotovoltaico (ITRPV)](https://www.vdma.org/international-technology-roadmap-photovoltaic) --- ##### Tag: ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Richiedi un preventivo Tutti gli upload sono sicuri e riservati. ## Offriamo competenze di cui puoi fidarti il nostro servizio Attrezzature direttamente dalla fabbrica. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Vantaggi economici Offriamo un valore eccezionale, massimizzando i risultati e ottimizzando i budget per i clienti. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### Il nostro team esperto I nostri professionisti qualificati sono specializzati in soluzioni innovative e strategie personalizzate. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### Oltre 15 anni di esperienza nel settore La profonda competenza garantisce risultati affidabili, aggiornati e comprovati per il successo. ![](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) ## Cosa dicono i nostri clienti dicono di noi Le testimonianze dei clienti lodano la nostra profonda comprensione delle loro sfide, che porta a soluzioni innovative e a un forte ROI. Collaborazioni a lungo termine, alcune oltre un decennio, dimostrano la loro fiducia e soddisfazione. Le loro storie di successo ci spingono a superare costantemente le aspettative. [Scopri di più **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Grazie ancora tantissimo per il grandissimo aiuto nel migliorare e riparare la fabbrica e anche per aver insegnato ai lavoratori come usare le macchine ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Mark BIPV Filippine ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Grazie a Ooitech per aver fornito le attrezzature di produzione completamente automatizzate: l'installazione e il servizio post-vendita sono stati eccellenti. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Amjad ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Grazie a Ooitech per aver fornito attrezzature sperimentali per celle solari BC altamente adatte. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) grazie per il supporto professionale di ooitech e per l'assistenza post-vendita puntuale. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Diarra dall'Africa ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Un uomo con una grande anima. Grazie mille per la tua visita, signor Wu. Grazie mille per i servizi forniti nell'installazione delle attrezzature e nella formazione dei miei studenti. La persona più gentile e professionale nel suo campo ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Istituto Politecnico di Jizzakh ## I nostri ultimi prodotti ![Apparecchiatura di prova 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) ### Apparecchiatura di prova IEC 61215 & 61730: 0,1-10kV, 2600mm Ooitech offre una gamma completa di apparecchiature per il test dei pannelli solari per la certificazione IEC61215 e IEC61730, incluse stazioni di ispezione visiva ![Macchina per la produzione di pannelli solari: scegliere la prima linea](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774942832346689.webp) - [** ooitech](./solar-panel-making-machine.html) - [** 73](./solar-panel-making-machine.html) ### Macchina per la produzione di pannelli solari: scegliere la prima linea Acquistare la prima macchina per la produzione di pannelli solari: le 9 fasi di costruzione, semiautomatico vs automatico, personale, esigenze della struttura e verifiche del preventivo. ![Tester IV ST-TLD3A+ – Flash e prestazioni per moduli fotovoltaici](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) ### Tester IV ST-TLD3A+ – Flash e prestazioni per moduli fotovoltaici Tester IV solare ST-TLD3A+ / SMTL-V21.3A+ – spettro A+, testa mono, poly, TOPCon, HJT, IBC e film sottile. Curve I-V/P-V accurate per il modulo completo ![Macchina per intelaiatura di pannelli solari 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) ### Macchina per intelaiatura di pannelli solari OTZK: ±1mm, 2000x1100mm Ooitech offre macchine per telaiatura di pannelli solari ad alte prestazioni, tra cui la macchina per telaiatura con punzonatura idraulica e la macchina per telaiatura completamente automatica OTZK-A ![AM050FH MBB Tabber Stringer: 6800 strisce/h, ±0,05mm](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 strisce/h, ±0,05mm Tabber stringer automatico per celle solari: AM050FH salda celle multi-busbar con taglio laser a metà e a 1/3 su un'unica piattaforma, per linee MBB e half-cut. ![Telaio in alluminio per pannello solare: dimensioni e anodizzazione](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) ### Telaio in alluminio per pannello solare: dimensioni e anodizzazione Telaio in alluminio per pannelli solari, anodizzato e tagliato per moduli di dimensioni G1/M6/M10/M12, con fornitura completa di estrusione, taglio e chiavi angolari da un'unica linea.