Trina Solar confirme la récupération des modules TOPCon après dégradation UV accélérée

Des chercheurs de l'Université de Nanchang et du fabricant de modules solaires Trina Solar ont publié les résultats d'une série d'expériences portant sur l'impact de la dégradation induite par les ultraviolets (UVID) sur les performances des modules à contact passivant par oxyde tunnel (TOPCon). Leurs travaux, publiés dans la revue Solar Energy, confirment que cette technologie présente une « résilience métastable » en conditions d'exploitation réelles. Selon le chercheur principal Zhiwei Li, les résultats établissent une compréhension claire de la fiabilité de ces modules pour l'industrie et renforcent leur bancabilité auprès des investisseurs.

Un protocole d'exposition UV rigoureux

Les tests de vieillissement UV accéléré ont été conduits sur des cellules TOPCon dans une chambre HY-UV-4225 équipée d'une lampe à halogénure métallique émettant dans la plage 280–400 nm. L'intensité UV a été fixée à 180 W/m² et la température des modules maintenue entre 60 et 65 °C. Les échantillons ont reçu une dose d'irradiation cumulative de 2 kWh/m² et ont été soumis à une fluence UV totale de 30 kWh/m². Après irradiation, ils ont été conservés dans l'obscurité pendant sept jours, puis exposés à la lumière naturelle pendant un jour.

Trois types de cellules TOPCon (C1, C2, C3) présentant différentes configurations de couches d'oxyde d'aluminium (Al₂O₃) et de nitrure de silicium (SiNx) ont été étudiés. Les modules correspondants (M1, M3) ont été fabriqués à partir de ces cellules. Les essais en conditions extérieures ont été menés à Changzhou, en Chine, les modules étant orientés plein sud à une inclinaison de 23° et suivis par des capteurs météorologiques. Des simulateurs solaires de laboratoire ont permis de quantifier dégradation et récupération dans des conditions de test standardisées.

Un cycle dégradation-récupération confirmé en conditions réelles

L'analyse révèle que tous les modules TOPCon présentent un cycle métastable de dégradation-récupération lorsqu'ils sont soumis à une irradiation UV, un stockage à l'obscurité, puis un traitement par trempage lumineux. Ce comportement serait piloté par une redistribution synergique des charges et une passivation médiée par l'hydrogène. Selon les chercheurs, « l'irradiation UV provoque une dégradation de la puissance, le stockage à l'obscurité aggrave une dégradation différée, et le traitement par trempage lumineux subséquent restaure presque entièrement les performances de la cellule ».

Si les modules M1 s'avèrent plus sensibles à la lumière UV, leur rendement énergétique moyen sur cinq mois ne diffère que de 0,17 % de celui des modules M3, selon l'étude. Ces résultats confirment que les modules TOPCon maintiennent une puissance de sortie stable en conditions réelles, la remédiation dynamique des défauts induits par la lumière compensant efficacement la dégradation UV.

Vers une évolution des normes de qualification

L'étude soulève également des questions sur les limites de la norme IEC 61215, le standard international régissant les tests de qualification des modules photovoltaïques. Selon les chercheurs, cette norme laisse une marge d'amélioration pour mieux refléter l'impact réel des ultraviolets sur la production en conditions de terrain. L'équipe appelle la communauté scientifique et l'industrie photovoltaïque à identifier les seuils de fluence UV déclenchant dégradation et récupération selon les différentes technologies de cellules.