Nouvelles recherches de l'UNSW : le « tueur invisible » des cellules solaires TOPCon

Une nouvelle étude menée par l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) suggère qu'une compréhension plus approfondie du type d'ultraviolet (UV)

rayonnement utilisé pour tester cellules solaires Cela pourrait accélérer l'évaluation de leurs performances à long terme et améliorer leur efficacité. L'étude se concentre sur les cellules solaires TOPCon, devenues courantes dans l'industrie ces deux dernières années, mais dont la durabilité constitue une préoccupation majeure.

Malgré l'adoption généralisée de la technologie TOPCon, sa durabilité dans des conditions difficiles demeure une préoccupation majeure. Outre les défis posés par l'humidité et les températures élevées, la dégradation induite par les ultraviolets (UVID) est apparue comme un nouveau facteur limitant la durée de vie pratique des Cellules solaires TOPCon .

Les chercheurs notent que l’utilisation croissante d’encapsulants transparents aux UV dans panneaux photovoltaïques , tout en améliorant l'efficacité du module, augmente également l'exposition des cellules solaires aux rayons UV pendant le fonctionnement, ce qui fait de l'UVID une préoccupation croissante.

Kiwa PVEL, société spécialisée dans l'inspection de la qualité des modules photovoltaïques, a également constaté dans son dernier rapport « Module Scorecard » que les technologies TOPCon et autres technologies solaires à haut rendement sont plus sensibles aux UVID que les technologies traditionnelles. Cette nouvelle étude présente deux conclusions principales : premièrement, les différentes parties du spectre UV affectent différemment les cellules TOPCon ; deuxièmement, les nouvelles méthodes de fabrication conçues pour accroître la puissance et le rendement des modules pourraient en réalité accroître le risque de dégradation induite par les UV (UVID), ce qui peut impacter les performances à long terme des cellules.

L’article de recherche s’est concentré sur le rayonnement UVB, qui a une énergie photonique nettement plus élevée que l’UVA, le rayonnement UV le plus couramment utilisé dans les tests photovoltaïques et plus proche de la lumière visible.

Les chercheurs notent que le rayonnement UVB n’a généralement pas été considéré comme une préoccupation majeure car la plupart des encapsulants commerciaux bloquent efficacement le rayonnement UVB, ce qui conduit à l’hypothèse que la dégradation des UVB ne présente pas de risque significatif pour les modules installés.

Cependant, alors que l’industrie continue de rechercher des modules de puissance plus élevée, les entreprises explorent des encapsulants avec une transmission UV plus élevée, ce qui rend l’impact du rayonnement UVB plus important.

L'étude confirme que l'exposition aux UVB entraîne une recombinaison de surface accrue sur la face avant des cellules solaires TOPCon, réduisant ainsi leur efficacité et accélérant leur dégradation. Les tests révèlent également la relation complexe entre l'hydrogène et les UVID dans les cellules solaires TOPCon : les UV libèrent de l'hydrogène à l'intérieur de la cellule, ce qui peut entraîner une recombinaison de surface et une dégradation des performances. Les données de recherche montrent que si les photons UVA et UVB affectent tous deux la face avant de la cellule, les photons UVB, plus énergétiques, brisent davantage de liaisons Si-H, entraînant une dégradation plus prononcée.

L'article souligne que les futurs chercheurs du TOPCon devront se concentrer sur les effets des rayons UV, en particulier des UVB, sur les cellules afin de garantir la stabilité de la durée de vie de la technologie, maximisant ainsi l'efficacité solaire et la viabilité économique des centrales électriques. L'étude souligne également que l'utilisation des rayons UVB permet une évaluation plus rapide et plus efficace des performances à long terme des cellules solaires.