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光伏組件的可靠性關系到全生命周期內的使用壽命和發(fā)電量,同時和BOS的投資收益率息息相關。關于光伏組件其中一個 可靠性參數(shù)LID(點擊閱讀) ,上文中我們已經了解了幾點信息:
狹義的光致衰減指BO-LID;
不止P型摻硼中有LID現(xiàn)象,P型摻鎵中也有LID現(xiàn)象;
BO-LID主要是由于單晶硅在拉棒過程中,無法避免氧元素的滲入,從而氧原子和硼原子結合形成硼氧復合體,從而導致BO-LID現(xiàn)BO-LID的解決方案 在晶體硅電池進入PERC時代之后,BO-LID的影響程度進一步顯現(xiàn)。 PERC電池使用背鈍化技術,增加了長波段入射光子的有效吸收,將電池效率在鋁背場電池結構上提升約1%。然而電池背面產生的光生少數(shù)載流子 (電子) 需要經歷較遠的路徑才可以被正面的PN結有效分離并被電極收集。因此,雖然背鈍化使PERC的效率大幅提升,卻由于硅片本身的BO-LID,使電池的初始光衰增大到了5%以上。
目前多種技術方案均被嘗試應用到BO-LID的降低上。主要走兩種路線,一是降低硼含量 ,但是降低硼含量會 降低PERC電池的效率 ;第二是降低氧含量 ,而降低氧含量的技術會使 硅片成本增加 。另外目前使用摻GA也是一種不錯的選擇,雖然GA在硅中的分凝系數(shù)遠大于硼,也會增加硅片成本,但是由于摻GA硅片的工業(yè)化和量產化,成本已經和摻硼硅片一致。所以, 選用摻GA硅片是降低BO-LID的一種途徑 。
但是使用摻鎵硅片不能完全的解決BO-LID,那我們有沒有好的解決BO-LID工業(yè)化的方法呢?
好在學術界以及工業(yè)界對于BO-LID的進一步的研究尋找到了BO-LID的工業(yè)化解決方案 。
2006年,Konstanz University的Alex Herguth發(fā)現(xiàn)在較高溫度的光照或者使用正向電流,可以使BO-LID經歷衰減-再生的過程,且后續(xù)持續(xù)的光照或者電注入不會使電池的開路電壓下降。這是首次關于LIR現(xiàn)象的報道。由于這一項工作,Alex Herguth獲得了SolarWorld 2006年的Junior Einstein Award.
在光照或者正向電壓的情況下,BO-LID發(fā)生先衰減再恢復的現(xiàn)象
近幾年來,隨著PERC生產工藝和生產設備的成熟,學術界對于BO-LID光衰解決方案也逐漸實現(xiàn)了工業(yè)化。使用更高的光強,較高的溫度可以縮短LIR工藝的時間,BO-LID的工業(yè)化解決方案包括光注入和電注入兩種方法 。
電注入原理: 使用直接電注入載流子 (反向注入直流電)的方式,使硅體內的氫改變帶電形態(tài),從而能很好的鈍化衰減的硼氧復合體,使其轉變成穩(wěn)定的再生態(tài),最終達到抗LID的目的。
電注入原理
光注入原理: 光注入是利用鹵素燈,LED,激光等光源,發(fā)出較高溫度的光照,可以使BO-LID衰減再生,從而起到抗LID的目的。
總結:
整體來說,降低BO-LID的方法目前有效的方法有兩種:
使用摻鎵硅片 降低硼氧復合體;
使用電注入、光注入 工業(yè)生產方式,使硼氧復合體得到降低;
我們相信,隨著電池制造設備的國產化,以及BO-LID的工業(yè)化解決方案的實施,能夠使BO-LID衰減降到最低,也相信隨著對BO-LID研發(fā)技術的更新迭代,一定能夠完全解決P型晶硅BO-LID現(xiàn)象,從而給客戶最可靠性的產品!