# UVID i TOPCon-solceller: Icke-kontakt IV-testning > En studie om UV-inducerad nedbrytning (UVID) i TOPCon-solceller med hjälp av kontaktfri IV-testning, ToF-SIMS och djupprofilerande XPS för att avslöja väte och ![UVID i TOPCon-solceller: Icke-kontakt IV-testning](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260804/17aeb9818f648b0a8226d34423b2a293.webp) - ** Jerry - ** 2026-08-04 - ** 274 visningar - ** [Blogg](./Blog.html) ## UVID i TOPCon-solceller: Icke-kontakt IV-testning **Snabbt svar:** UVID-forskning på TOPCon-celler använder beröringsfri IV-testning eftersom nedbrytningen utvecklas över exponeringstiden och mätningen i sig inte får förändra det som mäts. Att proba en cell för att ta en IV-mätning skadar metalliseringen något, vilket skulle förstärkas vid upprepade mätningar och göra nedbrytningskurvan oläsbar. Beröringsfria metoder läser av cellen optiskt i stället, så samma prov kan följas genom en UV-exponeringssekvens. Stressförhållandena i detta arbete använder UV-exponering vid 60 °C över spektralområdena 120 nm, 400 nm och 500 nm, med prover betecknade UV60. TOPCons fördel jämfört med tidigare arkitekturer kommer från dess ytpassivering och laddningsbärarselektivitet, och UVID är mekanismen som angriper just dessa egenskaper, vilket är varför den spåras separat från fukt-värme-prestanda. PV-modultillverkning · av Jerry, Ooitech ## Introduktion [TOPCon](https://www.ooitech.com/what-is-topcon-solar-cell-a-complete-guide-to-tunnel-oxide-passivated-contact-technology.html) solceller dominerar nu PV-marknaden tack vare stark ytpassivering och bärarselektiva kontakter. Men utomhusdrift avslöjar en verklig svag punkt: UV-inducerad nedbrytning, eller UVID. Efter UV60-bestrålning sjunker verkningsgraden med så mycket som 6,72%. De flesta tidigare studier skyllde UVID på högenergetiska fotoner som bryter Si–H-bindningar och frigör väte. Det är bara en del av historien. Solens UV-spektrum sträcker sig över ett brett energiområde på 3,1–4,43 eV, så dess interaktion med de främre ytskikten går långt bortom en enda Si–H-brottsväg. Och den främre Al₂O₃ / SiNₓ-stacken är mycket svagare mot UV än baksidan. En icke-kontakt IV-testare hjälper mycket här. Den är icke-förstörande, använder inga förbrukningsvaror, arbetar i millisekundhastighet, fungerar med BC- och busbar-fria konstruktioner och tar fram IV-, EQE- och PL-parametrar i ett enda steg. Denna studie använder ToF-SIMS och djupprofilering XPS för att spåra elementfördelning och kemiska bindningsförändringar i Al₂O₃ / SiNₓ-skikten före och efter UV60. Resultatet: N–H-bindningsbrott är en andra vätekälla vid sidan av Si–H. Al–O-bindningar i amorft Al₂O₃ bryts av UV och genererar ett stort antal syrevakanser. Väte- och syremekanismerna staplas på varandra och förvärrar ytrekombinationen, vilket ger en tydlig riktning för att förbättra passiveringstillförlitligheten. ## Experimentell metod (a) Schematisk struktur för TOPCon-solcell (b) symmetriskt prov med frontstruktur (c) symmetriskt prov med bakstruktur Symmetriska prov med frontstruktur (SiNₓ/Al₂O₃/n-Si/Al₂O₃/SiNₓ) och symmetriska prov med bakstruktur (med SiOₓ/n⁺-poly-Si-skikt) framställdes. UV-åldring utfördes på modulnivå. Ljuskällan var huvudsakligen UV-A med cirka 11 % UV-B, vid 60 °C och 30 % luftfuktighet. Spektral irradians för UV-ljuskällan ## Front- vs bakstruktur: UV-resistens jämförd Förändringar i (a) τeff vid en injektionskoncentration av 1×10¹⁵ cm⁻³, (b) iVoc och (c) ensidig J₀ för symmetriska prov med front- och bakstruktur under UV-exponering Den symmetriska bakre strukturen degraderades knappt efter 60 kWh·m⁻² UV-exponering. Dess 120 nm tjocka poly-Si-skikt absorberar nästan allt UV-ljus och ger effektiv avskärmning. Den främre strukturen berättade en annan historia. τeff sjönk från 2895,6 μs till 1552,8 μs. iVoc sjönk från 735,5 mV till 715,2 mV. Enkelsidig J₀ sköt upp till 18,4 fA·cm⁻², ungefär tre gånger det initiala värdet. Al₂O₃ / SiNₓ-passiveringen degraderades kraftigt. ## Kemisk sammansättningsutveckling Intensitetsdjupprofiler av (a) väte och (b) syre i det polerade symmetriska främre strukturens prov före och efter UV60, mätt med ToF-SIMS ToF-SIMS visar att vätekoncentrationen stiger tydligt efter UV-exponering, särskilt inuti SiNₓ-skiktet. N 1s XPS-djupprofilering visar att vid SiNₓ / Al₂O₃-gränssnittet sjönk N–H-bindningsfraktionen från 9,64% till 5,97%. Så N–H-bindningsbrott är den andra vätekällan utöver Si–H. Det frigjorda vätet diffunderar mot SiNₓ-ytregionen och rekombinerar med kisel där, vilket är anledningen till att N–H-fraktionen faktiskt ökar nära den ytan. Syre berättar en lika viktig historia. Syret i Al₂O₃-skiktet minskade något, medan syret vid SiNₓ/Al₂O₃- och Al₂O₃/Si-gränssnitten ökade. Detta pekar på att Al–O-bindningar bryts och fritt syre migrerar utåt. Al–O-bindningsenergin i en ideal kristall är cirka 5,3 eV. Men i amorft Al₂O₃ fångar underkoordinerade aluminiumjoner och syrevakanser elektroner och blir negativt laddade, vilket sänker aktiveringsenergin för intilliggande Al–O-bindningsbrott till cirka 2,4 eV. Det betyder att 400 nm UV-ljus (3,1 eV) är tillräckligt för att bryta dem. N 1s djupprofilerande XPS-spektra vid olika gränssnitt i Al₂O₃/SiNₓ-skiktet före och efter UV60, med anpassade kurvor för N–Si (397,5 eV) och N–H (399,5 eV) bindningar O 1s XPS visar att gittersyre (OI) omvandlas till syrevakanser (OII). I Al 2p-spektra sjönk Al₂O₃-fraktionen från 69,99% till 60,36% medan Al–OH ökade från 30,01% till 39,64%. I Si 2p-spektra ökade Si²⁺ medan kisel med högre valens minskade. Elektronerna som frigörs när syrevakanser bildas reducerar kisel från högre oxidationstillstånd. Sammantaget visar dessa förändringar i syre-, aluminium- och kiselbindningar att Al₂O₃-filmens kvalitet redan har lidit. ## Försämring av elektrisk prestanda EQE- och reflektanskurvor för TOPCon-solcellen före och efter UV60 Förändring i frontkontaktresistivitet för TOPCon-solcellen under UV60-exponering Reflektansen förblev i princip oförändrad efter UV60. EQE visade en måttlig minskning i det kortvågiga området under 500 nm, vilket matchar starkare rekombination vid frontytan. Frontkontaktens resistivitet ökade nästan linjärt med UV-dosen och nådde 4,1 mΩ·cm², cirka 8,6 gånger högre. Orsaken: fritt väte och syre som genereras i passiveringsskiktet diffunderar till elektrodgränsytan och deltar i redoxreaktioner. UV omvandlar också vattenmolekyler på silverytan till hydroxylradikaler, och tillsammans korroderar de metallelektroden. Nedbrytningshastigheter för elektrisk prestanda under UV60-exponering: (a) Voc (b) Jsc (c) FF (d) Eff Voc sjönk med 3,46 % relativt, drivet av försämrad frontytepassivering och ökande J₀. FF sjönk med 2,82 %, drivet av högre frontkontaktresistivitet. Jsc sjönk endast med 0,64 %, eftersom förlusten i kortvågig EQE var begränsad. Den slutliga förlusten i fotoelektrisk omvandlingseffektivitet uppgick till 6,72 %. ## Slutsats Frontstrukturen SiNₓ/Al₂O₃ hos TOPCon-celler är betydligt svagare mot UV än bakstrukturen. Under UV bryts Si–H- och N–H-bindningar i sekvens och frigör väte. Al–O-bindningar i amorft Al₂O₃ bryts under UV, vilket frigör syre och skapar ett stort antal syrevakanser. Al₂O₃ omvandlas mot Al–OH och kiselvalensen skiftar. Dessa två nedbrytningsmekanismer, väte och syre, staplas och förvärrar ytrekombinationen. Lägg till den kraftiga ökningen i frontkontaktresistivitet, och resultatet är 6,72 % effektivitetsförlust. Arbetet ger en användbar referens för att förstå TOPCon UVID och för att förbättra den långsiktiga tillförlitligheten hos passiveringsskikt. ## Ooitechs syn UVID fortsätter att bevisa att frontstacken är där tillförlitligheten verkligen testas, så hur du bygger och styr SiNₓ/Al₂O₃-deponeringen och inkapslingen på en modullinje är lika viktigt som cellreceptet. På våra nyckelfärdiga TOPCon- och PERC-modullinjer ser vi samma lärdom spela ut på uppläggning, laminering och EL-sidan, små processval avgör om paneler håller utomhus i åratal. Om du vill ha fler praktiska vyer från fabriksgolvet, Ooitech YouTube-kanal på [www.youtube.com/ooitech](http://www.youtube.com/ooitech) värd att följa. Relaterat: [TOPCon UVID och uppdelningen i r-UVID / ir-UVID](https://www.ooitech.com/topcon-uvid-reversible-and-irreversible-uv-degradation.html) förklarar varför samma modul läses annorlunda beroende på när mätningen görs. ## Vidare läsning och bakgrundsdata Offentligt referensmaterial om detta ämne, publicerat av de organisationer som underhåller branschens teknikfärdplan och marknadsdata: - [Fraunhofer ISE — Photovoltaics Report](https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html) - [U.S. Department of Energy — Photovoltaics](https://www.energy.gov/eere/solar/photovoltaics) - [VDMA — International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV)](https://www.vdma.org/international-technology-roadmap-photovoltaic) --- ##### Taggar: ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Begär en offert Alla uppladdningar är säkra och konfidentiella. ## Vi levererar expertis du kan lita på vår tjänst Utrustning direkt från fabriken. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Kostnadseffektiva fördelar Vi levererar exceptionellt värde, maximerar resultat samtidigt som vi optimerar budgetar för kunder. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### Vårt erfarna team Våra skickliga yrkesverksamma specialiserar sig på innovativa lösningar och skräddarsydda strategier. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### 15+ års branscherfarenhet Djup expertis säkerställer pålitliga, trendmedvetna och beprövade resultat för framgång. ![](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) ## Vad vår kund säger om oss Kundomdömen berömmer vår djupa förståelse för deras utmaningar, vilket leder till innovativa lösningar och stark avkastning på investeringen. Långsiktiga samarbeten – vissa över ett decennium – visar deras förtroende och tillfredsställelse. Deras framgångshistorier driver oss att ständigt överträffa förväntningarna. [Läs mer **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Tack vare Ooitech för att de tillhandahåller den helautomatiska produktionsutrustningen – er installation och eftermarknadsservice har varit utmärkt. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Amjad ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) En man med en stor själ. Tack så mycket för ditt besök, herr Wu. Tack så mycket för tjänsterna som tillhandahållits vid installation av utrustning och utbildning av mina studenter. Den vänligaste personen och professionell inom sitt område ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Jizzakh Polytechnic Institute ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Tack till Ooitech för att de tillhandahåller mycket lämplig BC-solcellsexperimentutrustning. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Tack för ooitechs professionella support och service i tid efteråt. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Diarra från Afrika ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Tack igen så mycket för den mycket stora hjälpen med att förbättra och fixa fabriken och även lära arbetarna hur man använder maskinerna ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Mark BIPV Filippinerna ## Våra senaste produkter ![Automatisk BIPV-laminator med enkelt lager och dubbla kammare](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774438506273987.webp) - [** Rachael](./single-layer-double-chamber-automatic-bipv-laminator-otcy-2754dd-ooitech-solar-panel-lamination-equipment.html) - [** 63349](./single-layer-double-chamber-automatic-bipv-laminator-otcy-2754dd-ooitech-solar-panel-lamination-equipment.html) ### Automatisk BIPV-laminator med enkelt lager och dubbla kammare Ooitech OTCY-2754DD Enkellager Dubbelkammare Automatisk BIPV-laminator har 2700x5400mm dubbla lamineringsområden, övre och nedre dubbel uppvärmning ![Lågjärnhärdat solglas: 93,5 % med AR-beläggning](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774514074283403.webp) - [** ooitech](./Solar-Glass-Ultra-Clear-Low-Iron-Tempered-Glass-for-Photovoltaic-Modules.html) - [** 47592](./Solar-Glass-Ultra-Clear-Low-Iron-Tempered-Glass-for-Photovoltaic-Modules.html) ### Lågjärnhärdat solglas: 93,5 % med AR-beläggning Härdat solglas för PV-moduler: ultrakristallklart lågjärnglas med antireflekterande beläggning, uppnår 91,5 %+ ljustransmittans i storlekarna G1/M6/M10/M12. ![OPT-M960B EL & VI-testare: 0,1 mm/pixel, Intel i7](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774351816741704.webp) - [** Rachael](./solar-panel-el-tester-and-vi-tester-machine-opt-m960b-m951b-m950b-ooitech-solar-module-el-testing-equipment.html) - [** 43740](./solar-panel-el-tester-and-vi-tester-machine-opt-m960b-m951b-m950b-ooitech-solar-module-el-testing-equipment.html) ### OPT-M960B EL & VI-testare: 0,1 mm/pixel, Intel i7 Ooitech erbjuder professionella solpanel EL-testare och VI-testmaskiner (OPT-M960B, OPT-M951B, OPT-M950B) med SONY industriella kameror ![PV-bandmaskin — tråddragnings- och förtenningslinje](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026051111285937.webp) - [** ooitech](./photovoltaic-ribbon-wire-drawing-and-tinning-integrated-production-line.html) - [** 834](./photovoltaic-ribbon-wire-drawing-and-tinning-integrated-production-line.html) ### PV-bandmaskin — tråddragnings- och förtenningslinje Den integrerade linjen för tråddragning och förtenning av fotovoltaiska band: hur runda och platta solband dras, beläggs och lindas i en enda omgång, med kontroller. ![PV-band och flussmedel — lågtemperaturlödband](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032717287347.webp) - [** Rachael](./Solar-Panel-Soldering-Ribbon-and-Flux-Essential-Components-for-PV-Module-Manufacturing.html) - [** 21167](./Solar-Panel-Soldering-Ribbon-and-Flux-Essential-Components-for-PV-Module-Manufacturing.html) ### PV-band och flussmedel — lågtemperaturlödband PV-band och flussmedel för sammankoppling av solceller: lågtemperaturlödband i högren koppar med tennbeläggning, stödjer MBB- och halvskurna linjer. ![SL-1000 Bakkontaktcellssvets: 600 celler/timme](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774263750726273.webp) - [** Rachael](./sunpower-back-contact-cell-welding-machine-sl-1000-ibc-back-contact-solar-cell-stringer.html) - [** 45641](./sunpower-back-contact-cell-welding-machine-sl-1000-ibc-back-contact-solar-cell-stringer.html) ### SL-1000 Bakkontaktcellssvets: 600 celler/timme SUNPOWER baksideskontaktcellssvetsmaskin SL-1000 från Ooitech har elektromagnetisk svetsning, CCD+SCARA-robotpositionering, dubbel cellmatning