太阳能电池会老化吗？为什么以及如何？

就像我所听到的那样，光伏电池的预期寿命通常为几十年。这很长，考虑到它们的高成本，对总成本有重大（负面）影响。

他们为什么变老？我看到唯一可能破坏其原子结构的可能性，这就是太阳的高能紫外线（甚至软的伦琴）光子光谱（仅占其能量的一小部分）。

而且，我认为，可以通过硅上的透明塑料层轻松滤除这些光子。

因此，为什么太阳能电池会老化，在原子水平上它们会发生什么？

美国国家可再生能源实验室（NREL）估计，太阳能电池板每年会退化0.4％-1％。我不知道这里的化学作用是什么（电气结果是增加了光伏电池的串联电阻），但是面板的长期降解与紫外线的暴露有关。尽管会损坏PV材料，但紫外线确实包含了我们要收集的能量，因此您将无法完全过滤掉它而不会破坏面板的用途。

退化的其他原因主要与天气有关，但以对系统的机械应力形式出现。从风到降雪的任何事物都可能通过弯曲面板使其在太阳能电池和嵌入式电气连接中产生细微裂纹而损坏面板。退化的PV面板中的其他因素包括腐蚀或维持功能系统所需的辅助电子设备的寿命（这些其他设备的寿命可能比面板短，并且如果它们足够昂贵，则将导致系统不可持续。财务方面与更换整个面板系统相比）。

来源：http：//www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/7475/What-Is-the-Lifespan-of-a-Solar-Panel.aspx（有关NREL报告，请参阅“阅读更多”链接）

请记住，PN结首先是通过在高温（1000-1500 K）下将杂质（掺杂剂）扩散到硅中而形成的。结的效率与结处的掺杂剂浓度变化的剧烈程度（其梯度）有关。

在较低的温度下，例如暴露在太阳能电池阵列下的温度（例如270-330 K），扩散要慢得多，但不会完全停止。如果有足够的时间，则掺杂物的梯度将变得不太陡峭，从而降低了PN结的有效性。在极端长期（几千年）中，半导体器件将因其结点完全消失而停止工作。

从另一个角度来看，我在太阳能电池方面的经验是基于空间的，而不是地面的。太空太阳能电池退化的最大驱动因素是粒子辐射和轨道碎片撞击。粒子辐射会因磨损结而退化，而轨道碎片的退化主要是通过增加电池的内部串联电阻来实现的。因为没有空气来冷却电池，所以如果太阳能电池阵列被其他结构部分遮盖，则反向偏置加热也可能是一个严重的问题。