为何太阳能电池组件会衰减？

玻璃

光致衰减，也称为Staebler-Wronski效应，是指a-Si∶H薄膜在长时间强光照射或电流通过后，内部会产生缺陷而导致其性能下降。目前对S-W效应的起因仍存在争议，尚未确定其微观机制，成为国内外非晶硅材料研究的热门课题。一般认为，S-W效应起因于光照导致在带隙中产生了新的悬挂键缺陷态（深能级），这种缺陷态会影响a-Si∶H薄膜材料的费米能级Ef的位置，从而使电子的分布情况发生变化。这些缺陷态成为电子和空穴的额外复合中心，使得电子的俘获截面增大、寿命下降。

在a-Si∶H薄膜材料中，稳定存在的键是Si-H键和与晶体硅类似的Si-Si键。由于a-Si∶H材料结构上的无序，使得一些Si-Si键的键长和键角发生变化而使Si-Si键处于应变状态。高应变Si-Si键的化学势与H相当，可以被外界能量打断，形成Si-H键或重新组成更强的Si-Si键。如果断裂的应变Si-Si键没有重构，则a-Si∶H薄膜的悬挂键密度增加。

为了更好地理解S-W效应产生的机理并控制a-Si∶H薄膜中的悬挂键，国内外科学工作者进行了不懈的努力，并提出了多种物理模型。主要包括弱键断裂（SJT）模型、“H玻璃”模型、H碰撞模型、Si-H-Si桥键形成模型、“defect pool”模型等。然而至今仍没有形成统一的观点。