Forrás: ecogeneration.com.au
A szakértők következetesen rámutattak azokra a kihívásokra, amelyekkel a PERC technológia nem sokkal a telepítés után szembesül a lehetséges degradációs hatásokkal kapcsolatban. A LONGi Solar a fény okozta lebomlás (LID) problémájának kezelésén dolgozik a PERC cellákban és modulokban, hogy megakadályozza a lebomlási problémákat és a legjobb minőségű modulokat kínálja.
Az elmúlt években egy másik napelem / modul hatékonyságú degradációs jelenség hívta fel mindenki figyelmét: fény és magas hőmérséklet által indukált lebomlás, vagy LeTID.
Úgy gondolják, hogy a LeTID okozza az ostyákban található fém-szennyeződés és hidrogén kölcsönhatását. A galliummal adalékolt ostyákkal könnyebb szabályozni a LeTID-t a napelemekben, mivel nincs szükség túlzott hidrogén bevezetésére a sejtek feldolgozásában a LID mérséklése érdekében, amint az a bórral adalékolt ostyákhoz szükséges.
A fény által előidézett lebomlást általában úgy tekintik, mint egy bór-oxigén komplexet, amelyet könnyű megvilágítással képeznek, amely a beépítés után az idő múlásával csökkenti a napelem hatékonyságát és teljesítményét. A LID enyhítése érdekében csökkentheti az ostyák oxigénkoncentrációját, vagy a bórt (B) más adalékokkal, például galliummal (Ga) helyettesítheti. A Hamelin (ISFH) és a LONGi napenergia-kutató intézet által közösen végzett kutatás bebizonyította, hogy a Ga-dopping és az alacsony oxigéntartalmú ostya hatékony, amint azt az 1. ábra mutatja.
A folyamat optimalizálásával a rúdhúzás és a cellagyártás szakaszában a Ga-adalékolt ostyákkal készített napelemek 0,06-0,12% (abs) közötti hatékonyságjavulást mutattak a B-adalékolt ostyákhoz képest.
Alapos kutatással és teszteléssel a LONGi technológiai szakemberei arra a következtetésre jutottak, hogy a LID és LeTID problémákat hatékonyan meg lehet oldani a galliummal adalékolt monokristályos szilícium ostyák alkalmazásával a sejtfolyamatok vezérlésével kombinálva, anélkül, hogy regenerációs (fényinjektálás vagy elektromos befecskendezés) kezelésre lenne szükség.
A bórral adalékolt szilícium ostyákkal összehasonlítva a galliummal adalékolt szilícium ostyák javíthatják a PERC sejtek hatékonyságát. A galliummal adalékolt PERC sejtekben nincs bór-oxigén komplex, ezért nincs a bór-oxigén LID szokásos jelensége. A legutóbbi fehér könyvbenGalliumdoppingolt monokristályos szilícium teljes mértékben megoldja a PERC modul LID problémáját, LONGi összefoglalta a témával kapcsolatos megállapításait, kapcsolódó tanulmányok alátámasztva. A kutatások határozottan jelzik, hogy a galliummal adalékolt szilícium ostyák alkalmazása hatékonyan enyhítheti azt a kezdeti LID-t, amelytől a bórral adalékolt p-típusú szilícium ostyákat használó sejtek már régóta szenvednek.
A LONGi csoport LID tesztet végzett galliummal és bórral adalékolt PERC sejtekről. A vizsgálat során a LONGi tömegesen előállított bifaciális PERC sejteket használták (sejtek hatékonysága körülbelül 22,7% volt). Az alábbiakban a vizsgálati séma része, beleértve a vizsgálati elemet, a cellák típusát és mennyiségét.
Vizsgálati eredmények
1 nap, 75 ° C:A LeTID teljes tükrözése érdekében a LONGi 75 ° C vizsgálati hőmérsékletet alkalmazott. A 2. ábra mutatja a 264 órás vizsgálati eredményeket 1 nap, 75 ° C hőmérsékleten. A bórral adalékolt sejt 8 óra alatt maximum 2,3% -ra bomlik, majd 96 órán belül stabil, 1,3% -os értékre tér vissza. A galliummal adalékolt sejtek lebomlási értéke 96 óránál alapvetően stabil, 1,2% -nál, majd lassan lebomlik 1,3% -ra (216 óra), majd kissé helyreáll.
× 10 nap,> 100 ° C:A LeTID folyamat felgyorsítható × 10suns,> 100 ° C alkalmazásával. A galliummal adalékolt PERC sejtek vizsgálati eredményeit ezzel a módszerrel a 3. ábra mutatja. Ezt a vizsgálati módszert alkalmazva a galliummal adalékolt sejt is először lebomlott, majd visszatért a stabilitáshoz. A lebomlás 5 perc alatt elérte a maximális 1,05% -os értéket, és 90 perc alatt meglehetősen alacsony, 0,3% -os szinten kezdett stabilizálódni.
Eredmények független kutatással alátámasztva
Tine U. Naerland, az Arizonai Állami Egyetem munkatársa (más kutatókkal együtt) az indiummal, galliummal és bórral adalékolt szilícium ostyák szennyeződések nélküli szobahőmérsékleten, 25 ° C hőmérsékleten történő hordozói életkori lebomlását tanulmányozta, amint azt a 4. ábra mutatja.
Látható, hogy a galliummal adalékolt szilícium ostyák kisebb hordozói élettartama alapvetően kb. 300μs állandó értéket tart fenn 104s a fény expozíciója, míg a bórral és indiummal adalékolt szilícium ostyáké folyamatosan és nagymértékben romlik. Ezért alacsony hőmérsékletű fényviszonyok között a galliummal adalékolt szilícium ostya viszonylag stabil, és alapvetően nincs lebomlása. A tényleges kültéri expozíció esetén azonban a cella üzemi hőmérséklete meghaladja a 60 ° C-ot, és a galliummal adalékolt sejtnek a hőmérséklet hatására bizonyos mértékű LeTID is lesz. Kutatása egyértelműen kiegészíti a galliummal adalékolt PERC sejtek és a regenerált bórral adalékolt PERC sejtek különböző hőmérsékleteken végzett LID teszt eredményeit.
Egy másik kapcsolódó kutatást Nicholas Grant és John Murphy készített a Warwicki Egyetemről, akik nemrégiben tanulmányozták az indium-dopping életképességét és megállapították, hogy viszonylag mély elfogadó szintje korlátozza a benne rejlő lehetőségeket. „A galliummal adalékolt szilícium nagyon stabil és magas élettartamot mutat, ha hosszabb megvilágításnak van kitéve. Szintén nem voltak ismert káros rekombinációs hibák.
A galliummal adalékolt szilícium ostya alkalmazása hatékonyan enyhítheti azt a kezdeti LID-t, amelytől a bórral adalékolt p-típusú szilícium ostyákat használó sejtek már régóta szenvednek. Ennélfogva a galliummal adalékolt szilíciumhoz nincs szükség a degradáció mérsékléséhez használt további stabilizációs lépésekre, ellentétben a bórral adalékolt status quo-val. A galliummal adalékolt sejtek átlagos hatékonysága 0,09% -kal magasabb, mint a bórral adalékolt sejteké.
"Csapatom stabilizációs tesztet végzett, és nem figyeltek meg jelentős mértékben a PERC napelemek lebomlását galliummal adalékolt szilícium-szubsztrát felhasználásával" - mondta. "Ezzel szemben egy egyenértékű PERC napelem esetében bórral adalékolt szilícium-szubsztráttal figyeltünk meg jelentős lebomlást ugyanazon kísérleti körülmények között."
