Vir: ecogeneration.com.au
Strokovnjaki dosledno opozarjajo na izzive, s katerimi se tehnologija PERC sooča kmalu po namestitvi, kar zadeva možne učinke razgradnje. LONGi Solar si prizadeva za reševanje vprašanja svetlobne razgradnje (LID) v celicah in modulih PERC, da bi preprečil težave z razgradnjo in ponudil najbolj kakovostne module.
V zadnjih nekaj letih je pozornost pritegnil še en pojav poslabšanja učinkovitosti sončne celice / modula: razgradnja zaradi svetlobe in povišane temperature ali LeTID.
Verjame se, da LeTID povzroča interakcija med kovinskimi nečistočami in vodikom v oblatih. Z oblati, dopiranimi z galijem, je lažje nadzorovati LeTID v sončnih celicah, saj pri predelavi celic ni treba uvajati prekomernega vodika, da bi ublažili LID, kot je potrebno za oblate, dopirane z borom.
Za razgradnjo, ki jo povzroča svetloba, na splošno velja, da jo povzroča kompleks kisika bora in kisika, ki nastane pri svetlobni osvetlitvi in sčasoma po namestitvi zmanjša učinkovitost in moč sončnih celic. Za ublažitev LID lahko zmanjšate koncentracijo kisika v oblatih ali bor (B) nadomestite z drugimi dodatki, kot je galij (Ga). Raziskave, ki sta jih skupaj izvedla Inštitut za raziskave sončne energije Hamelin (ISFH) in LONGi, so pokazale, da so dopingi Ga in rezine z nizkim kisikom učinkoviti, kot je prikazano na sliki 1.
Z optimizacijo postopkov v fazi vlečenja ingotov in izdelave celic so sončne celice, izdelane iz rezin dopiranih z Ga, pokazale izboljšanje učinkovitosti med 0,06-0,12% (abs) v primerjavi z oblati, dopiranimi z B.
S temeljitimi raziskavami in testiranji so tehnološki strokovnjaki LONGi ugotovili, da je mogoče težave z LID in LeTID učinkovito rešiti z uporabo monokristalnih silicijevih rezin, dopiranih z galijem, v kombinaciji s krmiljenjem celičnih procesov, brez potrebe po regeneraciji (vbrizgavanje svetlobe ali električno vbrizgavanje).
V primerjavi s silicijevimi rezinami, dopiranimi z borom, lahko silicijeve rezine, dopirane z galijem, izboljšajo učinkovitost PERC celic. V celicah PERC z doliranim galijem ni kompleksa bora in kisika, zato ni običajnega pojava LID bora in kisika. V nedavni beli knjigiGalijmonokristalni silicij, dopiran v celoti, reši problem pokrova modula PERC, LONGi je povzel svoje ugotovitve na to temo, podprte s sorodnimi študijami. Raziskave močno kažejo, da lahko uporaba silicijevih rezin, dopiranih z galijem, učinkovito ublaži začetni LID, zaradi katerega celice, ki uporabljajo silicijeve rezine p-tipa, dopirane z borom, že dolgo trpijo.
Skupina LONGi je izvedla test LID celic PERC, dopiranih z galijem in borom. Preizkus je uporabil LONGijeve množično proizvedene dvofazne celice PERC (ki so imele celično učinkovitost približno 22,7%). Sledi del testne sheme, vključno s testnim elementom, vrsto in količino celic.
Rezultati testov
1 sonce, 75 ° C:Da bi v celoti odseval LeTID, je LONGi sprejel preskusno temperaturo 75 ° C. Slika 2 prikazuje rezultate 264-urnega preskusa pri 1 soncu, 75 ° C. Celica, dopirana z borom, se v 8 urah razgradi na največ 2,3%, nato pa se po 96 urah povrne na stabilno vrednost 1,3%. Vrednost razgradnje celic, dopiranih z galijem, je v bistvu stabilna pri 96 urah pri 1,2%, nato se počasi razgradi na 1,3% (216 ur) in nato rahlo okreva.
× 10 soncev,> 100 ° C:Postopek LeTID lahko pospešimo s sprejetjem × 10 sončkov,> 100 ° C. Rezultati preskusa celic PERC, dopiranih z galijem, po tej metodi so prikazani na sliki 3. Z uporabo te testne metode je celica, dopirana z galijem, tudi najprej razgradila in nato vrnila v stabilnost. Razgradnja je dosegla največjo vrednost 1,05% v 5 minutah in se je začela stabilizirati na dokaj nizki ravni 0,3% v 90 minutah.
Rezultati, podprti z neodvisnimi raziskavami
Tine U. Naerland z državne univerze v Arizoni (skupaj z drugimi raziskovalci) je preučeval življenjsko razgradnjo nosilcev manjšinskih silicijevih rezin dopiranih z indijem, galijem in borom brez nečistoč pri sobni temperaturi 25 ° C, kot je prikazano na sliki 4.
Vidimo, da življenjska doba manjšinskega nosilca silicijevih rezin, dopiranih z galijem, v bistvu ohranja konstantno vrednost približno 300 μs po 104s izpostavljenost svetlobi, medtem ko se silicijeve rezine dopirane z borom in indijem neprekinjeno in močno razgrajujejo. Zato je v svetlobnih pogojih pri nizkih temperaturah silicijeva rezina, dopirana z galijem, razmeroma stabilna in v bistvu nima razgradnje. Vendar pa bo v primeru dejanske izpostavljenosti na prostem delovna temperatura celice presegla 60 ° C, celica, dopirana z galijem, pa bo pod vplivom temperature imela tudi določeno stopnjo LeTID. Njena raziskava jasno dopolnjuje LONGijeve rezultate testa LID celic PERC, dopiranih z galijem, in regeneriranih celic PERC, dopiranih z borom, pri različnih temperaturah.
Še eno s tem povezano raziskavo sta opravila Nicholas Grant in John Murphy z Univerze v Warwicku, ki sta pred kratkim preučevala sposobnost dopinga indija in ugotovila, da njegova relativno globoka stopnja sprejemljivosti omejuje njegov potencial. “Silicij, dopiran z galijem, je pokazal zelo stabilno in dolgo življenjsko dobo, če je izpostavljen daljši osvetlitvi. Prav tako ni bilo nobenih znanih škodljivih rekombinacijskih aktivnih napak, «je dejal Grant v nedavnem sodelovanju z vodilno revijo sončne industrije.
Uporaba silicijevih rezin, dopiranih z galijem, lahko učinkovito ublaži začetni LID, zaradi katerega celice, ki uporabljajo silikonske rezine p-tipa, dopirane z borom, že dolgo trpijo. Zato silicij, dopiran z galijem, ne zahteva dodatnih stabilizacijskih korakov, ki se uporabljajo za ublažitev razgradnje, za razliko od statusa quo, dopiranega z borom. Povprečna učinkovitost celic, dopiranih z galijem, je za 0,09% večja kot pri celicah, dopiranih z borom.
"Moja ekipa je izvedla stabilizacijske preskuse in niso opazili bistvene degradacije sončnih celic PERC, ki uporabljajo silicijev substrat, dopiran z galijem," je dejal. "Nasprotno pa smo pri enakih eksperimentalnih pogojih opazili znatno razgradnjo enakovredne sončne celice PERC s silicijevim substratom, dopiranim z borom."