近年来，太阳能光伏应用发展迅速，截止2016年底，全球光伏装机量高达77.42GW，在能源结构中所占的比例逐渐上升。然而，在快速发展的同时，太阳能电池的可靠性存在着较大的隐患，主要表现为两种形式，一种是非太阳能电池片部分的老化，如封装材料、互连材料、玻璃盖板等材料的老化或损坏；另一种是太阳能电池片部分的老化，如p-n结内的漏电现象、表面与界面处的缺陷增多等。本文利用铝背场材料水煮特性的差异性，对4种铝背场多晶太阳能电池片的水煮特性进行了研究，详细分析了4种不同铝背场电池片冷热循环特性。

 试验设备：                

    冷热循环试验箱，冷热冲击试验箱

 设备特点： 

    1、实时监控，对所有动作，信号，硬件状态实时监控，并呈现在操作界面上； 

    2、自动设定预冷/预热温度，调整机器的工作状态至适当，与同行相比可节省50%能耗； 

    3、低噪音设计，噪音值都控制在65dB 以下；

    4、曲线和数据保存，所有的试验数据和曲线可通过USB按日期选择拷贝保存，可记录保存120天数据及曲线。 

    试验方法： 

    多晶硅及单晶硅电池片中，每组各自取8片，再根据GB/T9535-2005/IEC61215-2005中的冷热循环试验条件进行冷热循环试验，在相对湿度小于60%的情况下，电池片放置在冷热冲击试验箱中，在（–40±2）℃和（85±2）℃温度之间不断循环，并保证在两个极端温度的保持时间15min，一次循环约4h。每循环5次取出样品进行电性能测试。 

    种多晶硅电池片的冷热循环特性 

    在冷热循环试验过程中，4种多晶硅电池片的效率衰减率的变化趋势如图2所示（衰减率是相对于老化前的初始效率）。从图2可看出，在0~40次冷-热循环过程中，电池片的效率衰减率明显增大，而在40次冷-热循环后其衰减趋于稳定，AL-2和AL-4电池片的冷-热循环老化特性较好，AL-3电池片所表现的老化特性最差。试验前后AL-2与AL-4的电池效率衰减率分别为–10.73%和–10.50%，而AL-1和AL-3样品的效率衰减率较大，为–12.36%和–12.98%。由此得出4种电池片的热循环老化特性由好到差依次为：AL-4、AL-2、AL-1、AL-3，说明电池的冷-热循环衰减特性与电池的铝背场的配方组分有较大关系，但与背场的水煮特性无直接关系。 

    图3为4种多晶硅电池片冷-热循环70次后的EL图，从图3可看出，4种电池片EL图都出现较多的黑斑，AL-2和AL-4电池片的黑斑相对较少，AL-3电池片的EL图既有大量黑斑又有少量裂纹，与图2中所得出的AL-2和AL-4电池片的冷-热循环老化特性较好，和AL-3的冷-热循环老化特性最差的结论相一致。电池片冷-热循环老化特性的较大差异，一是由于冷-热循环条件作用下，多晶硅片存在较多的晶界与位错缺陷得以恶化，形成少子复合中心，捕获大量的电子与空穴，使该区域没有激发出1150nm的红外光子，导致CCD相机无法捕捉到红外光，EL图呈现较多黑斑缺陷；另外，由于4种铝浆制备过程中所引进的杂质元素含量与种类不同，不同浓度的杂质元素形成少子复合中心，会降低基区的少子寿命，从而使4种电池片EL图呈现不同程度的黑斑，表现出不同的冷-热老化特性。