太陽電池は老化しますか？なぜ、どのように？

聞いたように、太陽電池の平均寿命は通常数十年です。これは非常に長く、コストが高いため、総コストに大きな（マイナスの）影響があります。

なぜ彼らは老化しますか？原子構造にダメージを与える可能性がある唯一の可能性があります。これは、太陽の非常に高いエネルギーの紫外線（またはソフトレントゲン）光子スペクトルです（これはその力のほんの一部です）。

そして、これらの光子はシリコン上の透明なプラスチック層によって簡単に除去できると思います。

したがって、なぜ太陽電池は老化し、原子レベルで何が起こるのでしょうか？

国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、太陽電池パネルの年間劣化率が0.4％〜1％程度と推定しています。ここで化学作用が何であるかはわかりません（電気的結果はPVセルの直列抵抗の増加です）が、パネルの長期劣化はUV暴露と相関しています。PV素材に損傷を与えますが、紫外線には収集したいエネルギーが含まれているため、パネルの目的を損なうことなく完全にフィルタリングすることはできません。

劣化の他の原因はほとんどが気象に関連していますが、システムへの機械的ストレスの形です。風から降雪まで、パネルを曲げて太陽電池や埋め込み電気接続に小さな亀裂を生じさせることで、パネルに損傷を与える可能性があります。劣化したPVパネルの他の要因には、腐食、または機能するシステムを維持するために必要な補助電気デバイスの寿命が含まれます（これらの他のデバイスはパネルよりも寿命が短い場合があり、それらが十分に高価であるとシステムが持続不能になる可能性がありますパネルシステム全体を交換することと経済的に比較してください）。

出典：http : //www.engineering.com/ElectronicsDesign/ElectronicsDesignArticles/ArticleID/7475/What-Is-the-Lifespan-of-a-Solar-Panel.aspx（NRELレポートの詳細リンクを参照）

PN接合は、高温（1000〜1500 K）でシリコンに不純物（ドーパント）を拡散させることによって最初に作成されることに注意してください。接合部の効率は、接合部でのドーパント濃度の急激な変化（その勾配）に関連しています。

ソーラーアレイがさらされる温度（たとえば270〜330 K）などの低温では、拡散ははるかに遅くなりますが、完全には止まりません。十分な時間を与えると、ドーパントの勾配が緩やかになり、PN接合の効果が低下します。極度の長期（数千年）にわたって、半導体デバイスは接合部が完全になくなると動作しなくなります。

別の角度から見ると、太陽電池に関する私の経験は、地上ではなく宇宙に基づいています。宇宙ベースの太陽電池の劣化の最大の要因は、粒子放射と軌道デブリの影響です。粒子の放射はジャンクションをすり減らすことで劣化し、軌道デブリは主に細胞の内部直列抵抗を増加させることで劣化します。セルを冷却する空気がないため、太陽電池アレイが他の構造によって部分的に遮られた場合、逆バイアス加熱も深刻な問題になります。