近年來，太陽能光伏應用發展迅速，截止2016年底，全球光伏裝機量高達77.42GW，在能源結構中所占的比例逐漸上升。然而，在快速發展的同時，太陽能電池的可靠性存在著較大的隱患，主要表現為兩種形式，一種是非太陽能電池片部分的老化，如封裝材料、互連材料、玻璃蓋板等材料的老化或損壞；另一種是太陽能電池片部分的老化，如p-n結內的漏電現象、表面與界面處的缺陷增多等。本文利用鋁背場材料水煮特性的差異性，對4種鋁背場多晶太陽能電池片的水煮特性進行了研究，詳細分析了4種不同鋁背場電池片冷熱循環特性。

 試驗設備：                

    冷熱循環試驗箱，冷熱沖擊試驗箱

 設備特點： 

    1、實時監控，對所有動作，信號，硬件狀態實時監控，并呈現在操作界面上； 

    2、自動設定預冷/預熱溫度，調整機器的工作狀態至適當，與同行相比可節省50%能耗； 

    3、低噪音設計，噪音值都控制在65dB 以下；

    4、曲線和數據保存，所有的試驗數據和曲線可通過USB按日期選擇拷貝保存，可記錄保存120天數據及曲線。 

    試驗方法： 

    多晶硅及單晶硅電池片中，每組各自取8片，再根據GB/T9535-2005/IEC61215-2005中的冷熱循環試驗條件進行冷熱循環試驗，在相對濕度小于60%的情況下，電池片放置在冷熱沖擊試驗箱中，在（–40±2）℃和（85±2）℃溫度之間不斷循環，并保證在兩個極端溫度的保持時間15min，一次循環約4h。每循環5次取出樣品進行電性能測試。 

    種多晶硅電池片的冷熱循環特性 

    在冷熱循環試驗過程中，4種多晶硅電池片的效率衰減率的變化趨勢如圖2所示（衰減率是相對于老化前的初始效率）。從圖2可看出，在0~40次冷-熱循環過程中，電池片的效率衰減率明顯增大，而在40次冷-熱循環后其衰減趨于穩定，AL-2和AL-4電池片的冷-熱循環老化特性較好，AL-3電池片所表現的老化特性最差。試驗前后AL-2與AL-4的電池效率衰減率分別為–10.73%和–10.50%，而AL-1和AL-3樣品的效率衰減率較大，為–12.36%和–12.98%。由此得出4種電池片的熱循環老化特性由好到差依次為：AL-4、AL-2、AL-1、AL-3，說明電池的冷-熱循環衰減特性與電池的鋁背場的配方組分有較大關系，但與背場的水煮特性無直接關系。 

    圖3為4種多晶硅電池片冷-熱循環70次后的EL圖，從圖3可看出，4種電池片EL圖都出現較多的黑斑，AL-2和AL-4電池片的黑斑相對較少，AL-3電池片的EL圖既有大量黑斑又有少量裂紋，與圖2中所得出的AL-2和AL-4電池片的冷-熱循環老化特性較好，和AL-3的冷-熱循環老化特性最差的結論相一致。電池片冷-熱循環老化特性的較大差異，一是由于冷-熱循環條件作用下，多晶硅片存在較多的晶界與位錯缺陷得以惡化，形成少子復合中心，捕獲大量的電子與空穴，使該區域沒有激發出1150nm的紅外光子，導致CCD相機無法捕捉到紅外光，EL圖呈現較多黑斑缺陷；另外，由于4種鋁漿制備過程中所引進的雜質元素含量與種類不同，不同濃度的雜質元素形成少子復合中心，會降低基區的少子壽命，從而使4種電池片EL圖呈現不同程度的黑斑，表現出不同的冷-熱老化特性。