# Estudo UVID de células TOPCon: Teste IV sem contato rastreia > Um estudo UVID de célula solar TOPCon usa ToF-SIMS, XPS de perfil de profundidade, EQE e testes elétricos para explicar como a liberação de hidrogênio ![Estudo UVID de células TOPCon: Teste IV sem contato rastreia](https://cdn.ooitech.com/static/upload/image/20260727/17aeb9818f648b0a8226d34423b2a293.webp) - ** Jerry - ** 2026-07-27 - ** 235 Visualizações - ** [Blog](./Blog.html) ## Estudo UVID de células TOPCon: Teste IV sem contato rastreia **Resposta rápida:** A UVID, degradação induzida por ultravioleta, é um mecanismo de confiabilidade em células TOPCon que as medições de potência padrão não detectam porque se desenvolve gradualmente sob iluminação em vez de aparecer como uma perda imediata. O teste IV sem contato é usado para rastreá-la: a célula é medida sem sondar a metalização, de modo que a mesma célula pode ser medida repetidamente através de uma exposição acelerada sem introduzir danos de contato que confundiriam o resultado. As condições de estresse neste estudo envolvem exposição a UV a 60 °C, com medições em faixas espectrais próximas a 120 nm, 400 nm e 500 nm, usando conjuntos de amostras rotulados UV60. O valor da medição sem contato é que ela transforma a UVID de uma observação destrutiva no final do teste em uma curva que você pode acompanhar, o que permite que uma mudança de processo seja avaliada em vez de apenas aceita ou rejeitada. Fabricação de Módulos Fotovoltaicos · por Jerry, Ooitech ## TOPCon Teste UVID e IV sem contato de células As células solares TOPCon conquistaram uma posição de liderança no mercado fotovoltaico devido à sua forte passivação de superfície e contatos seletivos de portadores. A operação ao ar livre, no entanto, as expõe à degradação induzida por ultravioleta, ou UVID. Neste estudo, a eficiência de conversão caiu **6,72% após exposição UV60**. Trabalhos anteriores frequentemente associavam a UVID principalmente a fótons de alta energia que quebram ligações Si–H e liberam hidrogênio móvel. O espectro ultravioleta solar cobre uma faixa de energia de fótons muito mais ampla, de **3,1–4,43 eV**, portanto sua interação com os materiais da superfície frontal não pode ser explicada apenas pela quebra de ligações Si–H. A pilha frontal de Al₂O₃/SiNₓ também apresenta resistência UV muito mais fraca do que a estrutura traseira. O testador IV sem contato Millennial Solar oferece testes não destrutivos, sem consumíveis e com velocidade de medição em nível de milissegundos. É compatível com designs de células com contato traseiro e sem barramento e pode obter parâmetros multidimensionais de IV, EQE e PL em uma única sequência de teste. Este estudo utilizou espectrometria de massa de íons secundários por tempo de voo, ou ToF-SIMS, juntamente com espectroscopia de fotoelétrons de raios X com perfil de profundidade, ou XPS, para rastrear a distribuição elementar e as mudanças de ligações químicas nas camadas de Al₂O₃/SiNₓ antes e após a exposição UV60. Os resultados mostram que a quebra de ligações N–H atua como uma segunda fonte de hidrogênio, além da quebra de ligações Si–H. A exposição UV também danifica as ligações Al–O no Al₂O₃ amorfo, criando grandes quantidades de vacâncias de oxigênio. Os mecanismos combinados de hidrogênio e oxigênio aumentam a recombinação de superfície e fornecem uma base mais clara para melhorar a confiabilidade da camada de passivação. ## Método Experimental Millennial Solar (a) Estrutura esquemática da célula solar TOPCon; (b) amostra simétrica de estrutura frontal; (c) amostra simétrica de estrutura traseira. Duas estruturas de amostra simétricas foram preparadas. A estrutura frontal foi **SiNₓ/Al₂O₃/n-Si/Al₂O₃/SiNₓ**. A estrutura traseira incluiu camadas de SiOₓ/n⁺-poly-Si. O envelhecimento UV foi realizado em nível de módulo usando uma fonte de luz dominada por UV-A com aproximadamente 11% de UV-B. As condições de teste foram 60°C e 30% de umidade relativa. | Item de teste | Condição ou configuração | | --- | --- | | Amostra simétrica frontal | SiNₓ/Al₂O₃/n-Si/Al₂O₃/SiNₓ | | Amostra simétrica traseira | Estrutura contendo camadas de SiOₓ/n⁺-poly-Si | | Fonte UV | Principalmente UV-A, com aproximadamente 11% de UV-B | | Temperatura de teste | 60°C | | Umidade relativa | 30% | | Dose UV máxima relatada | 60 kWh·m⁻², identificada como UV60 | | Principais métodos de análise | ToF-SIMS e XPS de perfil de profundidade | Irradiância espectral da fonte de luz ultravioleta. ## Resistência UV das Estruturas Frontal e Traseira Millennial Solar Mudanças nas amostras simétricas de estrutura frontal e traseira durante a exposição UV: (a) tempo de vida efetivo dos portadores, τeff, em uma concentração de portadores injetados de 1 × 10¹⁵ cm⁻³; (b) tensão de circuito aberto implícita, iVoc; e (c) densidade de corrente de saturação de um lado, J₀. A estrutura simétrica traseira mostrou apenas degradação menor após **60 kWh·m⁻²** de exposição UV. Sua camada de poly-Si de 120 nm absorveu quase toda a radiação UV incidente e forneceu proteção eficaz à interface subjacente. A estrutura simétrica frontal degradou-se muito mais severamente: - O tempo de vida efetivo dos portadores, τeff, caiu de **2.895,6 μs para 1.552,8 μs**. - A tensão de circuito aberto implícita, iVoc, diminuiu de **735,5 mV para 715,2 mV**. - O J₀ de um lado aumentou para **18,4 fA·cm⁻²**, aproximadamente três vezes seu valor inicial. - O desempenho de passivação do Al₂O₃/SiNₓ deteriorou-se substancialmente. Esses resultados confirmam que a pilha frontal de SiNₓ/Al₂O₃ é consideravelmente mais vulnerável à exposição ultravioleta do que a estrutura traseira de SiOₓ/poly-Si. ## Evolução da Composição Química Millennial Solar Perfis de profundidade ToF-SIMS de (a) hidrogênio e (b) intensidade de oxigênio em amostras simétricas polidas de estrutura frontal antes e após exposição UV60. O ToF-SIMS mostrou um aumento claro na concentração de hidrogênio após a exposição ultravioleta, especialmente dentro da camada de SiNₓ. A análise de perfil de profundidade do sinal XPS de N 1s descobriu que a proporção de ligações N–H na interface SiNₓ/Al₂O₃ diminuiu de **9,64% para 5,97%**. Isso confirma que a quebra de ligações N–H é outra fonte importante de hidrogênio, juntamente com a dissociação de ligações Si–H. Parte do hidrogênio liberado difundiu em direção à superfície do SiNₓ e se ligou novamente ao silício. Isso explica por que a proporção local de N–H próxima à superfície aumentou em vez de continuar a cair. A evolução do oxigênio também foi crítica. A concentração de oxigênio dentro da camada de Al₂O₃ diminuiu ligeiramente, enquanto aumentou tanto na interface SiNₓ/Al₂O₃ quanto na Al₂O₃/Si. Essa distribuição indica que o oxigênio liberado pela quebra de ligações Al–O difundiu para fora do filme de Al₂O₃. A energia de ligação Al–O em um cristal ideal é de cerca de **5,3 eV**. O Al₂O₃ amorfo é diferente. Íons de alumínio subcoordenados e vacâncias de oxigênio carregadas negativamente podem reduzir a energia de ativação para quebrar ligações Al–O adjacentes para cerca de **2,4 eV**. Um fóton ultravioleta de 400 nm carrega cerca de **3,1 eV**, o que já é suficiente para desencadear esse processo. Espectros XPS de perfil de profundidade de N 1s em diferentes interfaces Al₂O₃/SiNₓ antes e após exposição UV60, incluindo ligações N–Si ajustadas em 397,5 eV e ligações N–H em 399,5 eV. Os resultados de XPS de O 1s mostraram uma conversão de oxigênio de rede, identificado como OI, para componentes relacionados a vacâncias de oxigênio, identificados como OII. Nos espectros de Al 2p, a proporção de Al₂O₃ caiu de **69,99% para 60,36%**, enquanto Al–OH aumentou de **30,01% para 39,64%**. Os espectros de Si 2p também mostraram um aumento de Si²⁺ e uma diminuição dos estados de oxidação mais elevados do silício. Os elétrons liberados durante a formação de vacâncias de oxigênio reduziram o silício a partir de estados de oxidação mais elevados. Essas mudanças coordenadas nas ligações de oxigênio, alumínio e silício indicam danos amplos ao filme de Al₂O₃, em vez de uma única reação isolada de quebra de ligação. ## Degradação do Desempenho Elétrico Millennial Solar Curvas de EQE e refletância da célula solar TOPCon antes e depois da exposição a UV60. A refletância permaneceu praticamente inalterada após a exposição a UV60. A EQE apresentou um declínio moderado na região de comprimento de onda curto abaixo de 500 nm, o que corresponde a uma recombinação mais forte na superfície frontal. Variação da resistividade do contato frontal da célula solar TOPCon durante a exposição a UV60. A resistividade do contato frontal aumentou quase linearmente com a dose de UV, atingindo **4,1 mΩ·cm²**, cerca de **8,6 vezes** seu valor inicial. O mecanismo proposto está ligado ao hidrogênio e oxigênio móveis gerados dentro das camadas de passivação. Essas espécies se difundem em direção à interface do eletrodo e participam de reações de oxidação-redução. A radiação UV também pode converter moléculas de água na superfície de prata em radicais hidroxila. Juntas, essas reações promovem a corrosão do eletrodo metálico e aumentam a resistência de contato. Degradação do desempenho elétrico da célula solar TOPCon durante a exposição a UV60: (a) Voc; (b) Jsc; (c) FF; e (d) eficiência. As perdas elétricas finais foram distribuídas entre vários parâmetros: - **Voc diminuiu 3,46%**, principalmente devido à degradação da passivação da superfície frontal e ao aumento de J₀. - **FF diminuiu 2,82%**, principalmente por causa do aumento acentuado da resistividade do contato frontal. - **Jsc diminuiu apenas 0,64%**, pois a perda de EQE foi limitada principalmente à região de comprimento de onda curto. - **A eficiência de conversão diminuiu 6,72%** após a exposição a UV60. A estrutura frontal de SiNₓ/Al₂O₃ da célula solar TOPCon, portanto, tem resistência ultravioleta muito menor do que a estrutura traseira. Sob exposição a UV, as ligações Si–H e N–H se quebram e liberam hidrogênio móvel. As ligações Al–O no Al₂O₃ amorfo também são danificadas, liberando oxigênio e gerando uma alta densidade de vacâncias de oxigênio. Ao mesmo tempo, o Al₂O₃ se desloca em direção a Al–OH e a distribuição dos estados de oxidação do silício muda. Os mecanismos de degradação relacionados a hidrogênio e oxigênio atuam em conjunto para intensificar a recombinação superficial. O aumento associado na resistividade do contato frontal adiciona uma perda elétrica separada, levando à **degradação de eficiência de 6,72%**. Essas descobertas oferecem uma referência útil para entender o UVID do TOPCon e melhorar a confiabilidade de longo prazo das pilhas de passivação do lado frontal. ## Visão da Ooitech O ponto-chave é que o UVID do TOPCon não pode ser tratado como um simples problema de ligação Si–H. A química da passivação, o controle de vacâncias de oxigênio e a estabilidade da metalização precisam ser avaliados em conjunto, especialmente ao qualificar processos de produção de módulos para longa vida útil em ambiente externo. O monitoramento por IV sem contato, EQE e PL pode ajudar a identificar essas perdas mais cedo, sem adicionar danos por contato mecânico a projetos de células cada vez mais delicados. Relacionado: [UVID TOPCon e a divisão r-UVID / ir-UVID](https://www.ooitech.com/topcon-uvid-reversible-and-irreversible-uv-degradation.html) separa a perda que um light soak recupera da perda que permanece. ## Leitura adicional e dados de contexto Material de referência público sobre este tema, publicado pelas organizações que mantêm o roteiro tecnológico e os dados de mercado do setor: - [Fraunhofer ISE — Relatório de Fotovoltaica](https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html) - [Departamento de Energia dos Estados Unidos — Fotovoltaica](https://www.energy.gov/eere/solar/photovoltaics) - [VDMA — Roteiro Tecnológico Internacional para Fotovoltaica (ITRPV)](https://www.vdma.org/international-technology-roadmap-photovoltaic) --- ##### Etiquetas : ![](/template/ooitech/assets/img/shape/06.png) ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h700_fitblur_v2_w800_h700_fitblur_v2_1757399770541443.webp) ### Solicitar Um Orçamento Todos os carregamentos são seguros e confidenciais. ## Entregamos experiência em que pode confiar o nosso serviço Equipamento Direto da Fábrica. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/money-2.svg) ### Vantagens Económicas Entregamos valor excecional, maximizando resultados enquanto otimizamos orçamentos para os clientes. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/staff.svg) ### A Nossa Equipa Experiente Os nossos profissionais qualificados especializam-se em soluções inovadoras e estratégias personalizadas. ![](/template/ooitech/assets/img/icon/certified.svg) ### Mais de 15 Anos de Experiência no Setor Experiência profunda garante resultados fiáveis, atentos às tendências e comprovados para o sucesso. ![](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) ## O Que Os Nossos Clientes Dizem sobre nós Os testemunhos dos clientes elogiam a nossa profunda compreensão dos seus desafios, o que conduz a soluções inovadoras e a um forte ROI. Colaborações de longo prazo—algumas com mais de uma década—demonstram a sua confiança e satisfação. As suas histórias de sucesso impulsionam-nos a superar continuamente as expectativas. [Saber Mais **](#quote-form) ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Um homem com uma grande alma. Muito obrigado pela sua visita Sr. Wu. Muito obrigado pelos serviços prestados na instalação de equipamentos e na formação dos meus alunos. A pessoa mais gentil e profissional na sua área ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041716444445.webp) ### Instituto Politécnico de Jizzakh ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Obrigado à Ooitech por fornecer o equipamento de produção totalmente automatizado—a vossa instalação e serviço pós-venda têm sido excelentes. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026041720921238.webp) ### Amjad ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Muito obrigado novamente pela enorme ajuda na melhoria e reparação da fábrica e também por ensinar os trabalhadores a utilizar as máquinas ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1757479675272137.webp) ### Mark BIPV Filipinas ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) Obrigado à Ooitech por fornecer equipamento experimental de células solares BC altamente adequado. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1776426122864564.webp) ### KTECH ![](/template/ooitech/assets/img/icon/quote.svg) obrigado pelo apoio profissional da ooitech e pelo serviço pós-venda atempado. ![](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1784509010217979.webp) ### Diarra De África ## Os Nossos Produtos Mais Recentes ![Máquina de Solda para Caixa de Junção KS-01C: Ciclo de 16s](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774492507915923.webp) - [** Rachael](./junction-box-welding-machine-ks-01c-automatic-solar-panel-junction-box-soldering-equipment-ooitech.html) - [** 92498](./junction-box-welding-machine-ks-01c-automatic-solar-panel-junction-box-soldering-equipment-ooitech.html) ### Máquina de Solda para Caixa de Junção KS-01C: Ciclo de 16s A Máquina de Solda para Caixa de Junção KS-01C da Ooitech apresenta solda automática de estanho por barra quente e solda de alta frequência com precisão de posicionamento CCD de ±0,1mm. ![Moldura de Alumínio para Painel Solar — Anodizada, G1/M6/M10/M12](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) - [** 36567](./Solar-Panel-Aluminum-Frame-Manufacturing-Equipment-Professional-PV-Module-Frame-Production-Solutions.html) ### Moldura de Alumínio para Painel Solar — Anodizada, G1/M6/M10/M12 Moldura de alumínio para painel solar, anodizada e cortada para tamanhos de módulo G1/M6/M10/M12, com fornecimento completo de extrusão, corte e cantoneira em uma única linha. ![Fita e fluxo fotovoltaicos — Fita de solda de baixa temperatura](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) ### Fita e fluxo fotovoltaicos — Fita de solda de baixa temperatura Fita e fluxo fotovoltaicos para interconexão de células solares: fita de solda de baixa temperatura em cobre de alta pureza revestido de estanho, com suporte para linhas MBB e half-cut. ![Máquina de Colagem de Molduras BD03: 3-4s por Metro, 2500mm](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774506308732524.webp) - [** Rachael](./Offline-Frame-Gluing-Machine-BD03-Professional-Aluminum-Frame-Sealant-Application-System.html) - [** 51899](./Offline-Frame-Gluing-Machine-BD03-Professional-Aluminum-Frame-Sealant-Application-System.html) ### Máquina de Colagem de Molduras BD03: 3-4s por Metro, 2500mm Máquina de colagem de moldura CNC BD03 – aplicação automatizada de selante em moldura de alumínio com posicionamento preciso, alimentação automática e distribuição uniforme de cola para ![Vedante e Fita para Painel Solar — Silicone, Butil, Barramento](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_2026032711586064.jpg.webp) - [** Rachael](./PV-Module-Sealant-Tape-Solutions-Essential-Components-for-Solar-Panel-Reliability.html) - [** 73222](./PV-Module-Sealant-Tape-Solutions-Essential-Components-for-Solar-Panel-Reliability.html) ### Vedante e Fita para Painel Solar — Silicone, Butil, Barramento Vedante e fita para painel solar para montagem de módulos: vedante de silicone para moldura, fita de butil e fita de isolamento de barramento, resistente a UV para exposição exterior de 25 anos. ![Backsheet PV para Módulos Solares — TPT, KPK, PVDF](https://cdn.ooitech.com/runtime/image/w800_h600_fitblur_v2_1774518934395196.webp) - [** Rachael](./Photovoltaic-Backsheet-The-Critical-Protective-Layer-for-Solar-Modules.html) - [** 14057](./Photovoltaic-Backsheet-The-Critical-Protective-Layer-for-Solar-Modules.html) ### Backsheet PV para Módulos Solares — TPT, KPK, PVDF Backsheet PV para módulos solares em graus TPT, KPK, PVDF e transparente: proteção traseira resistente a UV, eletricamente isolante e bloqueadora de umidade.