Kilde: ecogeneration.com.au
Eksperter har konsekvent påpekt utfordringene som PERC-teknologien står overfor kort tid etter installasjon med hensyn til potensielle nedbrytningseffekter. LONGi Solar har jobbet med å løse problemet med lysindusert degradering (LID) i PERC-celler og moduler for å forhindre nedbrytningsproblemer og tilby moduler av beste kvalitet.
I løpet av de siste årene har et annet nedbrytningsfenomen for solcelle- / moduleffekt fanget alles oppmerksomhet: lett og forhøyet temperaturindusert nedbrytning, eller LeTID.
LeTID antas å være forårsaket av interaksjon mellom metallurenshet og hydrogen i vafler. Med galliumdopede vafler er det lettere å kontrollere LeTID i solceller, da det ikke er behov for å introdusere overdreven hydrogen i cellebehandling for å redusere LID etter behov for boredopede vafler.
Lysindusert nedbrytning anses generelt å være forårsaket av et bor-oksygenkompleks dannet under lysbelysning, noe som reduserer solcelleeffektivitet og kraft over tid etter installasjon. For å redusere LID kan du enten redusere oksygenkonsentrasjonen i vafler eller erstatte bor (B) med andre dopemidler, for eksempel gallium (Ga). Forskning utført i fellesskap av Institute for Solar Energy Research Hamelin (ISFH) og LONGi har vist at Ga-doping og wafers med lav oksygeneffekt er effektive, som vist i figur 1.
Med prosessoptimalisering ved trinn i blokkering av celler og produksjon av celler, viste solceller laget av Ga-dopede vafler effektivitetsforbedringer på mellom 0,06-0,12% (abs) sammenlignet med B-dopede vafler.
Gjennom grundig forskning og testing konkluderte LONGis teknologieksperter at LID- og LeTID-problemer kunne løses effektivt ved å bruke galliumdopede monokrystallinske silisiumplater i kombinasjon med celleproseskontroll, uten behov for behandling av regenerering (lysinjeksjon eller elektrisk injeksjon).
Sammenlignet med bor-dopet silisiumplater kan gallium-dopet silisiumplater forbedre effektiviteten til PERC-celler. Det er ikke bor-oksygenkompleks i galliumdoperte PERC-celler, så det er ikke det vanlige fenomenet bor-oksygen LID. I det siste hvite papiretGallium-dopet monokrystallinsk silisium løser fullstendig problemet med PERC-modulens LID, LONGi har oppsummert funnene om emnet, støttet av relaterte studier. Forskning indikerer sterkt at påføring av galliumdopede silisiumplater effektivt kan redusere det opprinnelige LID som celler som bruker bor-dopet p-type silisiumplater lenge har lidd.
LONGi-teamet gjennomførte en LID-test av galliumdopede og bor-dopede PERC-celler. Testen brukte LONGis masseproduserte bifaciale PERC-celler (som hadde en celleeffektivitet på ca. 22,7%). Følgende er en del av testskjemaet inkludert testelement, type og mengde celler.
Testresultater
1sol, 75 ° C:For å gjenspeile LeTID fullt ut, vedtok LONGi en testtemperatur på 75 ° C. Figur 2 viser 264-timers testresultater ved 1sun, 75 ° C. Den boredopede cellen brytes ned til maksimalt 2,3% etter 8 timer og gjenoppretter deretter til en stabil verdi på 1,3% etter 96 timer. Nedbrytningsverdien til galliumdopede celler er i utgangspunktet stabil ved 96 timer ved 1,2%, og deretter sakte nedbrutt til 1,3% (216 timer) og gjenopprettet deretter litt.
× 10suns,> 100 ° C:LeTID-prosessen kan akselereres ved å vedta × 10suns,> 100 ° C. Testresultatene av galliumdopede PERC-celler under denne metoden er vist i figur 3. Ved bruk av denne testmetoden opplevde den galliumdopede cellen også en prosess med først nedbrytning og deretter tilbake til stabilitet. Nedbrytningen nådde den maksimale verdien på 1,05% etter 5 minutter og begynte å stabilisere seg på et ganske lavt nivå på 0,3% etter 90 minutter.
Resultater støttet av uavhengig forskning
Tine U. Naerland fra Arizona State University (sammen med andre forskere) studerte minoritetsbærerens levetid nedbrytning av indium-dopet, gallium-dopet og bor-dopet silisiumplater uten urenheter ved romtemperatur 25 ° C, som vist i figur 4.
Det kan sees at minoritetsbærerens levetid for galliumdopede silisiumplater i utgangspunktet opprettholder en konstant verdi på ca. 300 μs etter 104s lyseksponering, mens de av bor-dopet og indium-dopet silisiumplater brytes ned kontinuerlig og sterkt. Derfor er den galliumdopede silisiumskiven under lave temperaturforhold relativt stabil og har i utgangspunktet ingen nedbrytning. Imidlertid, i tilfelle faktisk eksponering utendørs, vil arbeidstemperaturen til cellen overstige 60 ° C, og den galliumdopede cellen vil også ha en viss grad av LeTID under påvirkning av temperaturen. Forskningen hennes supplerer tydelig LONGis testresultater av LID av galliumdoperte PERC-celler og regenererte bor-dopede PERC-celler ved forskjellige temperaturer.
En annen relatert forskning har blitt gjort av Nicholas Grant og John Murphy fra University of Warwick, som nylig studerte levedyktigheten av indiumdoping og fant at dens relativt dype akseptornivå begrenser potensialet. “Galliumdopet silisium har vist svært stabil og høy levetid når den utsettes for utvidet belysning. Det har heller ikke vært noen kjente skadelige rekombinasjonsdefekter, ”sa Grant i et nylig samspill med en ledende solindustrijournal.
Anvendelsen av galliumdopede silisiumplater kan effektivt redusere det opprinnelige LID som celler som bruker bor-dopet p-type silisiumplater lenge har lidd. Derfor krever ikke galliumdopet silisium de ekstra stabiliseringstrinnene som brukes for å redusere nedbrytningen, i motsetning til boredopet status quo. Den gjennomsnittlige effektiviteten til galliumdopede celler er 0,09% høyere enn for bordopede celler.
"Teamet mitt utførte stabiliseringstesting og det ble ikke observert noen signifikant nedbrytning av PERC-solcellene ved bruk av galliumdopt silisiumsubstrat," sa han. "I motsetning til dette observerte vi betydelig nedbrytning for en ekvivalent PERC-solcelle med et bor-dopet silisiumsubstrat under de samme eksperimentelle forhold."
