Джерело: ecogeneration.com.au
Експерти постійно вказували на проблеми, з якими стикається технологія PERC незабаром після встановлення, що стосується потенційних наслідків деградації. LONGi Solar працює над вирішенням проблеми індукованої світлом деградації (LID) у клітинках та модулях PERC, щоб запобігти проблемам деградації та пропонує модулі найкращої якості.
Протягом останніх кількох років увагу привернуло ще одне явище погіршення ефективності сонячних елементів / модулів: деградація, спричинена світлом та підвищеною температурою, або LeTID.
Вважається, що LeTID спричинений взаємодією між домішкою металу та воднем у пластинах. З лефірованими галієм пластинами легше контролювати LeTID в сонячних елементах, оскільки немає необхідності вводити надмірний водень при обробці клітин для пом’якшення LID, як це потрібно для вафельних пластинок, легованих бором.
Індукована світлом деградація, як правило, вважається спричиненою борокисневим комплексом, що утворюється під світловим освітленням, що знижує ефективність та потужність сонячних елементів з часом після встановлення. Щоб пом'якшити рівень LID, ви можете або зменшити концентрацію кисню у пластинах, або замінити бор (B) іншими легуючими добавками, такими як галій (Ga). Дослідження, проведені спільно Інститутом досліджень сонячної енергії Хамелін (ISFH) та LONGi, продемонстрували, що допінг Ga та пластинки з низьким вмістом кисню ефективні, як показано на малюнку 1.
Завдяки оптимізації процесу на етапах витягування злитка та виробництві комірок, сонячні елементи, виготовлені з вафельних пластин, дозованих Ga, продемонстрували поліпшення ефективності на 0,06-0,12% (абс) порівняно з вафельними пластинками, легованими В.
Завдяки ретельним дослідженням та випробуванням, технологічні експерти LONGi дійшли висновку, що проблеми LID та LeTID можна ефективно вирішити, використовуючи монокристалічні кремнієві пластини, леговані галієм, у поєднанні з контролем клітинних процесів, без необхідності регенерації (інжекція світла або електрична ін'єкція).
У порівнянні з кремнієвими пластинами, легованими бором, кремній-пластини, леговані галієм, можуть покращити ефективність клітин PERC. У клітинах PERC, легованих галієм, немає комплексу бору та кисню, тому немає звичайного явища бору та кисню LID. У недавній доповідіГалійлегований монокристалічний кремній повністю вирішує проблему кришки модуля PERC, LONGi підсумував свої висновки з цього питання, підкріплений відповідними дослідженнями. Дослідження чітко вказують на те, що застосування кремнієвих пластинок, легованих галієм, може ефективно пом'якшити початкову LID, від якої клітини, що використовують леговані бором кремній пластини типу p, давно страждають.
Команда LONGi провела тест LID на легувані галієм та бором леговані клітини PERC. У тесті використовувались серійно виготовлені двофазні клітини PERC від LONGi (які мали клітинну ефективність близько 22,7%). Далі наведена частина схеми тестування, що включає елемент тесту, тип і кількість клітинок.
Результати випробувань
1 сонце, 75 ° C:Для повного відображення LeTID LONGi прийняв тест-температуру 75 ° C. На малюнку 2 показані 264-годинні результати випробувань при 1 сонце, 75 ° C. Клітина, легована бором, деградує до максимуму 2,3% через 8 годин, а потім відновлюється до стабільного значення 1,3% через 96 годин. Значення деградації клітин, легованих галієм, в основному стабільно протягом 96 годин, при 1,2%, а потім повільно знижується до 1,3% (216 годин), а потім трохи відновлюється.
× 10 сонців,> 100 ° C:Процес LeTID можна прискорити, прийнявши × 10 сонців,> 100 ° C. Результати тестування клітин PERC, легованих галієм, за цим методом наведені на рисунку 3. За допомогою цього методу тестування клітина, легована галієм, також зазнала процес спочатку деградації, а потім повернення до стабільності. Деградація досягла максимального значення 1,05% через 5 хвилин і почала стабілізуватися на досить низькому рівні 0,3% через 90 хвилин.
Результати, підкріплені незалежними дослідженнями
Tine U. Naerland з Університету штату Арізона (разом з іншими дослідниками) вивчав деградацію нежиттєвих носіїв допірів індію, галію та бору кремнієвих пластин без домішок при кімнатній температурі 25 ° C, як показано на малюнку 4.
Можна побачити, що час існування мінорних носіїв кремній-пластин, легованих галієм, в основному підтримує постійне значення близько 300 мкс через 104s вплив світла, тоді як ті, що легуються бором та індієм, кремнієві пластини постійно і сильно погіршуються. Отже, в умовах низькотемпературного освітлення пластинка кремнію, легована галієм, є відносно стабільною і в основному не має деградації. Однак у разі фактичного впливу на вулиці робоча температура клітини перевищуватиме 60 ° C, а клітина, легована галієм, також матиме певний рівень LeTID під дією температури. Її дослідження чітко доповнює результати випробувань LONGi ЛІД клітин PERC, легованих галієм, та регенерованих клітин PERC, легованих бором, при різних температурах.
Ще одне пов’язане дослідження було проведено Ніколасом Грантом та Джоном Мерфі з Університету Уоріка, який нещодавно вивчав життєздатність допінгу індію та виявив, що його відносно глибокий рівень акцептора обмежує його потенціал. «Кремній, легований галієм, продемонстрував дуже стабільний і високий термін служби при тривалому освітленні. Також не було жодних відомих шкідливих активних дефектів рекомбінації », - сказав Грант під час недавньої взаємодії з провідним журналом сонячної промисловості.
Застосування кремнієвих пластин, легованих галієм, може ефективно пом'якшити початкову ЛІД, від якої клітини, що використовують леговані бором кремній пластини типу р, давно страждають. Отже, кремній, легований галієм, не вимагає додаткових стабілізаційних етапів, що застосовуються для пом'якшення деградації, на відміну від легованого бором статусу-кво. Середня ефективність клітин, легованих галієм, на 0,09% вище, ніж клітин, легованих бором.
"Моя команда провела випробування на стабілізацію, і не спостерігалося значного погіршення сонячних елементів PERC, використовуючи кремній-підкладку, доміновану галієм", - сказав він. "На відміну від цього, ми спостерігали значну деградацію еквівалентного сонячного елемента PERC з легованим бором кремнієвим субстратом за тих самих експериментальних умов".