Zdroj: ecogeneration.com.au
Odborníci důsledně poukazují na výzvy, kterým čelí technologie PERC brzy po instalaci, pokud jde o možné účinky degradace. Společnost LONGi Solar pracuje na řešení problému degradace způsobené světlem (LID) v buňkách a modulech PERC, aby zabránila problémům s degradací a nabídla moduly nejvyšší kvality.
V posledních několika letech upoutal pozornost další fenomén degradace účinnosti solárních článků / modulů: degradace vyvolaná světlem a zvýšenou teplotou, nebo LeTID.
Předpokládá se, že LeTID je způsoben interakcí mezi kovovou nečistotou a vodíkem v destičkách. U galia dopovaných destiček je snazší kontrolovat LeTID ve solárních článcích, protože není třeba zavádět nadměrný vodík při zpracování článků, aby se zmírnil LID, jak je vyžadováno u destiček dopovaných bórem.
Za degradaci vyvolanou světlem se obecně považuje komplex boru a kyslíku vytvořený při osvětlení, který v průběhu času po instalaci snižuje účinnost a výkon solárních článků. Chcete-li zmírnit LID, můžete buď snížit koncentraci kyslíku v destičkách, nebo nahradit bór (B) jinými dopujícími látkami, jako je gallium (Ga). Výzkum prováděný společně Institutem pro výzkum sluneční energie Hamelin (ISFH) a LONGi prokázal, že doping Ga a oplatky s nízkým obsahem kyslíku jsou účinné, jak ukazuje obrázek 1.
S optimalizací procesu ve fázích vytahování ingotu a výroby článků prokázaly solární články vyrobené s plátky dopovanými Ga zlepšení účinnosti o 0,06-0,12% (abs) ve srovnání s plátky dotovanými B.
Díky důkladnému výzkumu a testování dospěli technologičtí experti společnosti LONGi k závěru, že problémy s LID a LeTID lze účinně vyřešit použitím galikem dopovaných monokrystalických křemíkových destiček v kombinaci s řízením buněčného procesu, aniž by bylo nutné ošetření regenerací (vstřikováním světlem nebo elektrickým vstřikováním).
Ve srovnání s křemíkovými destičkami dopovanými bórem mohou křemíkové destičky dotované gálem zlepšit účinnost článků PERC. V buňkách PERC dopovaných galliem není žádný komplex bór-kyslík, takže zde není obvyklý jev LID bór-kyslík. V nedávné bílé knizeGallium-dopovaný monokrystalický křemík plně řeší problém víka modulu PERC„Společnost LONGi shrnula svá zjištění týkající se tohoto tématu a byla podložena souvisejícími studiemi. Výzkum silně naznačuje, že aplikace křemíkových destiček dopovaných galliem může účinně zmírnit počáteční LID, kterým dlouho trpí buňky používající křemíkové destičky p-typu dotovaného bórem.
Tým LONGi provedl LID test PERC buněk dopovaných gáliem a bórem. Test použil masově vyráběné bifaciální PERC buňky LONGi (které měly účinnost buněk asi 22,7%). Následuje část testovacího schématu včetně testovaného předmětu, typu a množství buněk.
Výsledky testů
1 slunce, 75 ° C:Aby plně reflektoval LeTID, zavedla společnost LONGi testovací teplotu 75 ° C. Obrázek 2 ukazuje výsledky testu 264 hodin při 1 slunci, 75 ° C. Buňka dotovaná bórem degraduje na maximálně 2,3% po 8 hodinách a poté se obnoví na stabilní hodnotu 1,3% po 96 hodinách. Hodnota degradace buněk dotovaných gáliem je v zásadě stabilní za 96 hodin při 1,2% a poté se pomalu degraduje na 1,3% (216 hodin) a poté se mírně obnoví.
× 10suns,> 100 ° C:Proces LeTID lze urychlit přijetím × 10suns, &> 100 ° C. Výsledky zkoušek buněk PERC dopovaných gáliem v rámci této metody jsou uvedeny na obrázku 3. Při použití této metody testování také buňka dopovaná gáliem prošla procesem první degradace a následného návratu ke stabilitě. Degradace dosáhla maximální hodnoty 1,05% za 5 minut a začala se stabilizovat na poměrně nízké úrovni 0,3% za 90 minut.
Výsledky podpořené nezávislým výzkumem
Tine U. Naerland z Arizonské státní univerzity (spolu s dalšími výzkumnými pracovníky) studoval degradaci celoživotní degradace minoritních nosičů křemíkovými destičkami dopovanými indiem, galliem a bórem bez nečistot při teplotě místnosti 25 ° C, jak je znázorněno na obrázku 4.
Je vidět, že životnost minoritního nosiče křemíkových destiček dopovaných galliem v podstatě udržuje konstantní hodnotu asi 300 μs po 104expozice světla, zatímco křemíkové destičky dotované bórem a indiem se neustále a výrazně zhoršují. Proto je za nízkoteplotních světelných podmínek křemíková destička dotovaná galliem relativně stabilní a v zásadě nemá žádnou degradaci. V případě skutečné venkovní expozice však pracovní teplota článku překročí 60 ° C a článek dotovaný gáliem bude mít také určitý stupeň LeTID při působení teploty. Její výzkum jasně doplňuje výsledky testů LONGi z LID galeriem dopovaných PERC buněk a regenerovaných PERC buněk dopovaných bórem při různých teplotách.
Další související výzkum provedli Nicholas Grant a John Murphy z University of Warwick, kteří nedávno studovali životaschopnost indiového dopingu a zjistili, že jeho relativně hluboká úroveň akceptoru omezuje jeho potenciál. "Křemík dopovaný galliem prokázal velmi stabilní a vysokou životnost, když byl vystaven rozšířenému osvětlení." Rovněž nebyly známy žádné škodlivé rekombinační aktivní defekty, “uvedl Grant v nedávné interakci s předním časopisem o solárním průmyslu.
Použití křemíkových destiček dopovaných galliem může účinně zmírnit počáteční LID, kterým dlouho trpěly buňky používající křemíkové destičky typu p dopované bórem. Proto křemík dopovaný galliem nevyžaduje další stabilizační kroky použité ke zmírnění degradace, na rozdíl od současného stavu quo dopovaného bórem. Průměrná účinnost buněk dopovaných gáliem je o 0,09% vyšší než u buněk dopovaných bórem.
"Můj tým provedl testy stabilizace a nebyla pozorována žádná významná degradace solárních článků PERC s využitím křemíkového substrátu dopovaného galliem," řekl. "Naproti tomu jsme za stejných experimentálních podmínek pozorovali významnou degradaci ekvivalentního solárního článku PERC se silikonovým substrátem dopovaným bórem."
