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    一文看懂晶硅組件光衰

    2018-12-26 08:18:22 太陽能發電網
    硼(B)摻雜的P型單晶硅(Cz-直拉法)電池的光衰現象早在1973年已發現,該光衰之后被發現可一定程度恢復的。Jan Scht發現了該光衰主要是“B-O對”引起的并給出了該缺陷的結構(2003)。Axel Herguth提出了“再生態”理論解釋初始光衰后功率恢復并保持穩定的原理(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發現P型Cz單晶硅、Fz單晶硅以及N型硅在暗退火后也會發生衰減(考慮到暗退火條件并不見于戶外應用,沒有必要因此擔心單晶PERC技術的產業應用)。UNSW發現了LeTID與氫的相關性;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則發現雜質元素Cu和Ni在LeTID過程中起著關鍵作用 (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,光衰很可能是多種因素共同作用導致的。對于產業化的解決上,多晶PERC生產商需要做的包括嚴控多晶硅片質量(采用高品質硅料),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)。考慮到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,質量相對較差的硅片制成的多晶PERC組件在系統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

    A.P型PERC電池的光衰明顯高于常規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,但對制造商技術水平提出更高要求,投資者需選擇可靠供應商。
    C.多晶PERC電池的光衰機理復雜,也會發生“再生”過程但耗時很久,產業化需要使用高品質硅片并加強電池的出廠光衰管控。


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