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一文看懂晶硅組件光衰

來源:LIST 編輯:admin 單晶硅組件光致衰減 PERC
硼(B)摻雜的P型單晶硅(Cz-直拉法)電池的光衰現(xiàn)象早在1973年已發(fā)現(xiàn),該光衰之后被發(fā)現(xiàn)可一定程度恢復的。Jan Scht發(fā)現(xiàn)了該光衰主要是“B-O對”引起的并給出了該缺陷的結(jié)構(gòu)(2003)。Axel Herguth提出了“再生態(tài)”理論解釋初始光衰后功率恢復并保持穩(wěn)定的原理(2006)。P型多晶硅電池的衰減則因氧含量相對少而恢復過



多晶PERC電池在暗退火處理(如150oC,10小時)時可發(fā)生類似的衰減行為,研究者認為該過程與LeTID有相同的機理,因此可以通過研究暗退火過程以確定LeTID的根本原理。UNSW發(fā)現(xiàn)P型Cz單晶硅、Fz單晶硅以及N型硅在暗退火后也會發(fā)生衰減(考慮到暗退火條件并不見于戶外應(yīng)用,沒有必要因此擔心單晶PERC技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用)。UNSW發(fā)現(xiàn)了LeTID與氫的相關(guān)性;M. A. Jensen認為LeTID是氫與硅片中的一種和幾種缺陷共同作用導致的(Evaluating root cause: The distinct roles of hydrogen and firing in activating light andelevated temperature-induced degradation,2018);Kenta Nakayashiki認為根本原因可能是兩個:1氫和深能級施主缺陷共同形成的點缺陷;2含Cu復合缺陷的構(gòu)型變化(Engineering Solutions and Root-Cause Analysis for Light-Induced Degradation in p-Type Multicrystalline Silicon PERC Modules, 2016);Mallory A. Jensen則發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)元素Cu和Ni在LeTID過程中起著關(guān)鍵作用 (Solubility and Diffusivity: Important Metrics in the Search for the Root Cause of Light and Elevated Temperature-Induced Degradation, 2018)

總之,多晶PERC的LID(或稱LeTID)的根本原因仍沒有定論,考慮到各研究者都有實驗依據(jù),光衰很可能是多種因素共同作用導致的。對于產(chǎn)業(yè)化的解決上,多晶PERC生產(chǎn)商需要做的包括嚴控多晶硅片質(zhì)量(采用高品質(zhì)硅料),長時間‘再生’處理以及嚴控電池出廠光衰測試(75oC測試,提高抽測頻次)?紤]到18年下半年多晶硅片處于虧本銷售的情況,差的硅料、回料很可能被用到,質(zhì)量相對較差的硅片制成的多晶PERC組件在系統(tǒng)中存在較高的潛在風險。

目前晶硅電池LeTID的測試標準正在討論中,對于多晶PERC的光衰管控只有出廠測試才有意義,僅僅看第三方的送樣測試結(jié)果的參考價值不大,一方面多晶硅片來自鑄錠不同位置,硅片內(nèi)部缺陷的情況有不同;另一方面單片電池/組件是可以通過特殊處理做到低光衰的。

4.總結(jié)

A.P型PERC電池的光衰明顯高于常規(guī)BSF電池,因此需要進行“再生”處理;
B.單晶PERC電池的光衰以“B-O”光衰為主,原理上可通過光注入、電注入及摻Ga來解決,但對制造商技術(shù)水平提出更高要求,投資者需選擇可靠供應(yīng)商。
C.多晶PERC電池的光衰機理復雜,也會發(fā)生“再生”過程但耗時很久,產(chǎn)業(yè)化需要使用高品質(zhì)硅片并加強電池的出廠光衰管控。
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