Degradazione UV nelle celle solari: una chiave per la progettazione futura
venerdì 6 febbraio 2026
L’esposizione alla luce ultravioletta è uno stress inevitabile per i moduli fotovoltaici e, a lungo andare, può influire sull’affidabilità. Questo tema è spesso trascurato nelle valutazioni di performance.
La degradazione indotta dalla luce UV (UVID) è stata osservata in diverse tecnologie di celle al silicio ad alta efficienza (HJT, PERC, TOPCon), con perdite di efficienza fino al 10%. È stato registrato anche un recupero parziale con esposizione controllata alla luce (light soaking), ma mancava una spiegazione meccanicistica chiara che guidasse test e mitigazioni.
Unsv ha sviluppato una tecnica non distruttiva per osservare cosa accade dentro una cella funzionante durante l’esposizione UV: la spettroscopia Raman UV. Per la prima volta è stato possibile monitorare i cambiamenti chimici passo dopo passo all’interno della cella, senza sezionarla.
Questo metodo fornisce una base per migliorare sia i dispositivi attuali che la progettazione di future generazioni di celle più durevoli ai raggi UV.
Le ricerche mostrano che, dopo circa 2.000 ore di esposizione UV, le prestazioni possono calare di circa il 10%, ma anche che una parte del danno è reversibile quando la cella è esposta alla luce visibile. La nuova tecnica permette di distinguere tra danni temporanei e permanenti, offrendo una visione diretta dei processi interni.
A livello molecolare, l’UV riconfigura legami che coinvolgono idrogeno, silicio e boro vicino alla superficie, indebolendo lo strato superficiale e riducendo l’efficienza. L’esposizione a luce visibile riporta la situazione originale: gli atomi di idrogeno migrano verso la superficie e i legami rotti si riparano, restituendo parte delle prestazioni.
Le implicazioni industriali sono significative: progettare strati di ossido di alluminio più spessi e ottimizzare i rapporti tra silicio e azoto nel rivestimento SiNx possono aumentare la resistenza UV delle celle TOPCon. Inoltre, i test accelerati UV potrebbero sovrastimare le perdite se il danno è reversibile; il metodo Raman UV permette test rapidi, non distruttivi, utili in produzione per valutare materiali, processi e modifiche progettuali prima dell’integrazione nei moduli.
In conclusione, osservando direttamente i cambiamenti a livello di materiale si spiegano le differenze di degradazione tra celle e si aprono nuove vie per bilanciare efficienza, durata e costi nelle tecnologie solari.