近日，法国国家太阳能研究所 (INES)（隶属于法国替代能源和原子能委员会 (CEA)）的研究人员与意大利可再生能源专家 Enel Green Power（Enel 集团旗下）的光伏组件制造商 3SUN 合作，制造出一种基于共挤出 EVA/POE/EVA (EPE) 封装材料的微型 HJT 光伏组件。该封装材料包含紫外线 (UV) 下转换膜 (UV-DS)，可将有害的紫外光子转换为蓝光。

　　该研究的通讯作者 Maxime Babics 表示：“这些封装材料的研发旨在预防紫外线引起的性能退化，这对于 TOPCon 和 HJT 等先进光伏技术而言是一个关键挑战。太阳的紫外线 (UV) 不仅对人体皮肤有害，还会损害光伏组件，导致功率损耗和太阳能装置过早老化。”

　　研究人员解释说，这种EPE封装材料是一种共挤出多层EPE薄膜，由夹在两层乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）层之间的聚烯烃弹性体（POE）芯层构成，层压后界面清晰，无混杂现象。它添加了0.5-2wt%的苯并三唑基紫外光下转换（UV-DS）添加剂，该添加剂可吸收250-400nm波段的紫外光子，并重新发射380-550nm波段的可见光，光致发光量子产率约为95%。

　　研究团队表示，这些特性使得该封装材料能够保护太阳能电池免受紫外线损伤，同时与传统的紫外线阻隔膜相比，短路电流略微提高1.5-1.75%。此外，该EPE结构还具有良好的机械强度，粘合性和凝胶含量高，在湿热和热循环测试后仍保持完整。

　　基于半片电池的微型异质结晶体管（HJT）面板，其正反两面均在玻璃层之间层压了EPE多层封装材料。

　　机械性能方面，该组件表现出良好的强度，封装层、玻璃层和背板之间具有极高的粘合力，即使经过湿热和热循环测试也未观察到分层现象。与采用传统紫外线阻隔封装材料的组件相比，该组件的功率输出提高了约7W/组件，而开路电压和填充因子基本保持不变。

　　户外测试还表明，能量增益高度依赖于UVA辐照度，夏季可达2%~2.5%，冬季则会下降。此外，尽管仍有一些高能UVB光子穿透，且随着时间的推移，边缘可能会出现添加剂迁移（可通过适当的密封来缓解），但该组件仍保持了光学稳定性和添加剂稳定性。

　　“在标准测试条件（STC）下，与传统紫外线阻隔封装材料相比，短路电流增益超过1.5%。”Babic指出。 “由于不同光谱的设备会产生不同的结果，因此本文探讨了光源对功率增益的影响。数月的户外监测证实了能量增益的存在，并揭示其高度依赖于每日UVA含量，在夏季太阳光谱中UV含量达到峰值时，能量增益更高。”

　　“该研究着重探讨了关键的可靠性和工业应用方面的问题，例如封装材料老化前后的粘合性、层压时间和温度对封装材料凝胶含量和生产能力的影响，以及与纯POE相比，EPE价格更低带来的潜在成本节约，”他继续说道。“值得注意的是，在长达3000小时的湿热条件下，UV-DS添加剂的存在并未导致新的降解类型，而且与纯POE封装材料相比，EPE结构中与太阳能电池接触的EVA的存在并未影响其可靠性。”

　　研究团队对UV-DS封装材料的未来应用前景持乐观态度，尤其是在紫外线辐射强度高的地区，其优势最为显著。 “我们目前正在开发一种基于当地光谱条件的能量输出模型，以确保对年度户外性能提升的准确预测，”Babic总结道。

　　这些新型微型组件的相关描述发表在《Progress in Photovoltaics》期刊上，题为“Performance and Reliability of PV Modules Made With Novel Co-Extruded Encapsulant Containing UV Downshifting Compound”。