Allikas: ecogeneration.com.au
Eksperdid on järjepidevalt välja toonud väljakutsed, millega PERC tehnoloogia peagi pärast paigaldamist silmitsi seisab, seoses võimalike lagunemismõjudega. LONGi Solar on töötanud PERC rakkudes ja moodulites valguse põhjustatud lagunemise (LID) probleemi lahendamiseks, et vältida lagunemisprobleeme ja pakkuda parima kvaliteediga mooduleid.
Viimastel aastatel on kõigi tähelepanu pälvinud veel üks päikesepatareide / moodulite efektiivsuse halvenemise nähtus: valgus ja kõrgendatud temperatuuriga indutseeritud lagunemine ehk LeTID.
Arvatakse, et LeTID on põhjustatud vahvlites sisalduva metalli lisandi ja vesiniku vastasmõjust. Galliumiga legeeritud vahvlite abil on LeTID-d päikesepatareides lihtsam kontrollida, kuna LID-de leevendamiseks pole vaja rakkude töötlemisel kasutada ülemäärast vesinikku, nagu booriga legeeritud vahvlite puhul nõutakse.
Valguse põhjustatud lagunemist peetakse tavaliselt põhjustatud valguse valguses moodustunud boori-hapniku kompleksist, mis vähendab päikesepatareide efektiivsust ja võimsust aja jooksul pärast paigaldamist. LID leevendamiseks võite kas vähendada hapniku kontsentratsiooni vahvlites või asendada boori (B) teiste dopanditega, näiteks galliumiga (Ga). Päikeseenergiauuringute instituudi Hamelini (ISFH) ja LONGi ühiselt läbi viidud uuringud on näidanud, et Ga-doping ja madala hapnikusisaldusega vahvlid on tõhusad, nagu on näidatud joonisel 1.
Protsessi optimeerimisega valuploki tõmbamise ja rakkude valmistamise etappidel näitasid Ga-legeeritud vahvlitega valmistatud päikesepatareide efektiivsuse paranemist vahemikus 0,06-0,12% (abs) võrreldes B-legeeritud vahvlitega.
Põhjalike uuringute ja testide abil jõudsid LONGi tehnoloogiaeksperdid järeldusele, et LID ja LeTID probleeme saab tõhusalt lahendada, kasutades galliumiga legeeritud monokristallilisi ränidiibleid koos rakuprotsessi juhtimisega, ilma et oleks vaja regenereerimist (valgusissepritsega või elektrisüstiga).
Võrreldes booriga legeeritud räni vahvlitega, võivad galliumiga legeeritud räni vahvlid PERC rakkude efektiivsust parandada. Galliumiga legeeritud PERC-rakkudes pole boori-hapniku kompleksi, seega pole boori-hapniku LID tavalist nähtust. Värskes valges raamatusGallium-dopitud monokristalliline räni lahendab PERC-mooduli LID-i probleemi täielikult, On LONGi kokku võtnud selle teema kohta tehtud järeldused, mida toetavad seonduvad uuringud. Uuringud näitavad kindlalt, et galliumiga legeeritud ränilaudade kasutamine võib tõhusalt leevendada esialgset LID-d, mille suhtes booriga legeeritud p-tüüpi räniplokid on pikka aega kannatanud.
LONGi meeskond viis läbi galliumiga ja booriga legeeritud PERC rakkude LID-testi. Testis kasutati LONGi masstoodetud bifatsiaalseid PERC-rakke (mille rakkude efektiivsus oli umbes 22,7%). Järgnev on testiskeemi osa, mis sisaldab testitavat elementi, lahtrite tüüpi ja kogust.
Testi tulemused
1päike, 75 ° C:LeTIDi täielikuks kajastamiseks võttis LONGi kasutusele testitemperatuuri 75 ° C. Joonisel 2 on näidatud 264 tunni pikkused testitulemused päikesel, 75 ° C juures. Booriga legeeritud rakk laguneb 8 tunniga maksimaalselt 2,3% -ni ja taastub seejärel 96 tunni jooksul stabiilseks väärtuseks 1,3%. Galliumiga legeeritud rakkude lagunemisväärtus on põhimõtteliselt stabiilne 96 tunni jooksul 1,2% juures ja laguneb seejärel aeglaselt 1,3% -ni (216 tundi) ja seejärel taastub veidi.
× 10päikest,> 100 ° C:LeTID-protsessi saab kiirendada, kui võtta kasutusele × 10suns,> 100 ° C. Selle meetodi abil galliumiga legeeritud PERC-rakkude testitulemused on toodud joonisel 3. Selle katsemeetodi abil koges gallium-dopeeritud rakk ka esmalt lagunemist ja seejärel stabiilsuse taastumist. Lagunemine saavutas maksimaalse väärtuse 1,05% 5 minutiga ja hakkas 90 minuti jooksul stabiliseeruma üsna madalal 0,3% tasemel.
Tulemused, mida toetavad sõltumatud uuringud
Tine U. Naerland Arizona osariigi ülikoolist (koos teiste teadlastega) uuris toatemperatuuril 25 ° C lisanditeta indiumiga, galliumiga ja booriga legeeritud räniplaatide vähemuse kandja elu jooksul lagunemist, nagu on näidatud joonisel 4.
On näha, et galliumiga legeeritud ränilaudade vähemuse kandja eluiga säilitab põhimõtteliselt püsiva väärtuse umbes 300μs pärast 104s valguse käes, samal ajal kui booriga ja indiumiga legeeritud räni vahvlid lagunevad pidevalt ja tugevalt. Seetõttu on madalal temperatuuril valgustingimustes galliumiga legeeritud ränivahvel suhteliselt stabiilne ja lagunemist põhimõtteliselt ei toimu. Kuid tegeliku välitingimustes kokkupuute korral ületab raku töötemperatuur 60 ° C ning ka galliumiga legeeritud rakul on temperatuuri mõjul teatud määral LeTID. Tema uuringud täiendavad selgelt LONGi testitulemusi galliumiga legeeritud PERC-rakkude ja regenereeritud booriga legeeritud PERC-rakkude LID-st erinevatel temperatuuridel.
Veel ühe seotud uuringu on teinud Nicholas Grant ja John Murphy Warwicki ülikoolist, kes uurisid hiljuti indiumdopingu elujõulisust ja leidsid, et selle suhteliselt sügav aktseptori tase piirab selle potentsiaali. „Galliumiga legeeritud räni on pikema valgustuse korral näidanud väga stabiilset ja kõrget eluiga. Samuti pole teada ühtegi kahjulikku rekombinatsiooni aktiivset defekti, ”ütles Grant hiljutises suhtluses juhtiva päikesetööstuse ajakirjaga.
Galliumi abil legeeritud räni vahvlite rakendamine võib tõhusalt leevendada esialgset LID-d, millest booriga legeeritud p-tüüpi ränilaudu kasutavad rakud on pikka aega kannatanud. Seega ei vaja galliumiga legeeritud räni täiendavaid stabiliseerimisetappe, mida kasutatakse lagundamise leevendamiseks, erinevalt booriga legeeritud status quo'st. Galliumiga legeeritud rakkude keskmine efektiivsus on 0,09% kõrgem kui booriga legeeritud rakkudel.
"Minu meeskond viis läbi stabiliseerumistesti ja PERI päikesepatareide olulist lagunemist galliumiga legeeritud räni substraati kasutades ei täheldatud," ütles ta. "Seevastu täheldasime samades katsetingimustes olulist lagunemist samaväärse PERC päikesepatarei puhul, millel oli booriga legeeritud räni substraat."
