矽片質量對太陽能電池功能的影響,首要觸及少子壽數、前期光致衰減、位錯對電池功能的影響,淺談組件功率下降的原因與解決方式等。
一、相關概念
1、少子
少(shao)子(zi),即(ji)少(shao)量(liang)載(zai)流(liu)子(zi),它(ta)相(xiang)關(guan)於(yu)多(duo)子(zi)而(er)言(yan)。半(ban)導(dao)體(ti)資(zi)料(liao)中(zhong)有(you)電(dian)子(zi)和(he)空(kong)穴(xue)兩(liang)種(zhong)載(zai)流(liu)子(zi)。如(ru)果(guo)在(zai)半(ban)導(dao)體(ti)資(zi)料(liao)中(zhong)某(mou)種(zhong)載(zai)流(liu)子(zi)占(zhan)少(shao)量(liang),導(dao)電(dian)中(zhong)起(qi)到(dao)次(ci)要(yao)作(zuo)用(yong),則(ze)稱(cheng)它(ta)為(wei)少(shao)子(zi)。如(ru),在(zai)N型半導體中,空穴是少量載流子,電子是大都載流子;在P型半導體中,空穴是大都載流子,電子是少量載流子。
2、光致衰減
關於硼摻雜的Cz法生長的單晶矽太陽能電池,當它暴露於光照下時,電池功能會衰減,並終究到達一個安穩的功率,這種現象叫作光致衰減。
3、熱斑
taiyangdianchirebanshizhitaiyangdianchizujianzaiyangguangzhaoshexia,youyubufenzujianshoudaozhedangwufazuoye,shidebeiyinmandebufenshengwenyuanyuandayuweibeiyinmanbufen,zhishiwenduguogaochengxianshaohuaideanban。rebanhuoxudaozhizhenggedianchizujiansunhuai,xingchengdiushi。yiner,xuyaoyanjiuxingchengrebandeneihanyuanyin,ranhoujianxiaorebanxingchengdehuoxuxing。taiyangdianchirebandexingchengshouyaoyoulianggeneihanyaosugoucheng,bieliyuneizuhetaiyangdianchizishenandianliudaxiaoyouguan。
4、反向電流(reversecurrent)
反向電流原本是針對二極管提出的一個概念,當二極管反向偏置的時候本來應該是不導通的,沒有電流;可是實際在二極管兩頭加反向電壓的時候,會有弱小的電流流過二極管,這個電流便是反向電流。
從反向電流和漏電流都能夠判別Si片中雜質含量高低。
5、暗電流(darkcurrent)與暗電流曲線
指無光照條件下,P-N結在不同電壓下的電流。暗電流曲線是指太陽能電池在沒有光照下的電壓-電流(IV)曲線,測驗辦法與光電流相同,僅僅有必要徹底阻隔光線。
丈(zhang)量(liang)暗(an)電(dian)流(liu)的(de)意(yi)義(yi)在(zai)於(yu)表(biao)征(zheng)電(dian)池(chi)的(de)整(zheng)流(liu)效(xiao)應(ying)。好(hao)的(de)電(dian)池(chi)應(ying)該(gai)有(you)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)整(zheng)流(liu)比(bi),也(ye)便(bian)是(shi)正(zheng)向(xiang)暗(an)電(dian)流(liu)比(bi)反(fan)向(xiang)暗(an)電(dian)流(liu)高(gao)越(yue)多(duo)越(yue)好(hao)。電(dian)流(liu)的(de)整(zheng)流(liu)效(xiao)應(ying)與(yu)電(dian)池(chi)開(kai)路(lu)電(dian)壓(ya)有(you)關(guan)。
二、少子壽數對電池功能的影響
少子壽數是指半導體資料在外界注入(光或電)中止後,少量載流子從最大值衰減到無注入時的初值之間的平均時間。少子壽數值越大,相應的資料質量越好。
dianchipiancongxianshangxialaiceyandeshihou,ruguoshishaojiehoudeceyan,zaidianchangdezuoyongxiashaozihuidingxiangyidong,yibanshaozishiyoubandaotibenzhengjifaerfasheng,andianliuguodahuidaozhikailudianyabianxiao,zhijiedaozhizhuanhualvxiajiang,danshiandianliuguoxiaodehua,chanmingshaozideliangshao,shaozishaochanmingshaozishoushuduan,zaishaozibeijifachulaihouhenkuaidebeifuhediao。
shaozishoushuyoushaozideyouyongzhilianghesansheyouguan,youyongzhiliangshiyunengdaijiegoujueyi,yibanpianzidoushigudingde,youyongzhiliangyeshigudingde,suoyishaozishoushushouyaoyusansheyouguan,sanshefenlizisanshe,quexiansanshe,hejinggesanshedeng,ruguopianzineibuquexianduo,liziduo,jinggezhendongyuelihai,sanshelvyuexianzhe,sanshelvyueda,shaozishoushudadayuedi,ciwaisanshehaiyuwenduyouguan,wenduyuegao,neibudeweiguanyundongyuejulie,daozhisanshelvbianda,shaozishoushuxiajiang,shaozi
壽shou數shu下xia降jiang直zhi接jie導dao致zhi片pian子zi的de短duan路lu電dian流liu減jian小xiao,導dao致zhi轉zhuan化hua率lv下xia降jiang,因yin而er經jing過guo判pan別bie暗an電dian流liu的de大da小xiao,咱zan們men能neng夠gou知zhi道dao片pian子zi的de基ji本ben狀zhuang況kuang,是shi好hao是shi壞huai,壞huai在zai哪na裏li也ye就jiu一yi覽lan無wu餘yu了le。
三、前期光致衰減對電池功能的影響
1、光伏組件輸出功率的衰減的兩個階段
第(di)一(yi)個(ge)階(jie)段(duan),咱(zan)們(men)能(neng)夠(gou)把(ba)它(ta)稱(cheng)作(zuo)初(chu)始(shi)的(de)光(guang)致(zhi)衰(shuai)減(jian),即(ji)光(guang)伏(fu)組(zu)件(jian)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)在(zai)剛(gang)開(kai)始(shi)運(yun)用(yong)的(de)開(kai)始(shi)幾(ji)天(tian)內(nei)發(fa)生(sheng)較(jiao)大(da)起(qi)伏(fu)的(de)下(xia)降(jiang),但(dan)隨(sui)後(hou)趨(qu)於(yu)安(an)穩(wen)。導(dao)致(zhi)這(zhe)一(yi)現(xian)象(xiang)發(fa)生(sheng)的(de)首(shou)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)光(guang)照(zhao)或(huo)電(dian)流(liu)注(zhu)入(ru)導(dao)致(zhi)矽(gui)片(pian)中(zhong)的(de)硼(peng)和(he)氧(yang)形(xing)成(cheng)硼(peng)氧(yang)複(fu)合(he)體(ti),降(jiang)低(di)了(le)少(shao)子(zi)壽(shou)數(shu)。
第di二er個ge階jie段duan,咱zan們men能neng夠gou把ba它ta稱cheng作zuo組zu件jian的de老lao化hua衰shuai減jian,即ji在zai長chang期qi運yun用yong中zhong呈cheng現xian的de極ji緩huan慢man的de功gong率lv下xia降jiang,發fa生sheng的de首shou要yao原yuan因yin與yu電dian池chi緩huan慢man衰shuai減jian有you關guan,也ye與yu封feng裝zhuang資zi料liao的de功gong能neng退tui化hua有you關guan。
其中第一階段的前期光致衰減是由矽片質量問題導致的。
2、前期光致衰減的危害
(1)危害
前期光致衰減一方麵會引起組件功率在運用的開始幾天內發生較大起伏的下降,使標稱功率和實際功率不符;另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),如(ru)果(guo)同(tong)一(yi)組(zu)件(jian)內(nei)各(ge)個(ge)電(dian)池(chi)片(pian)光(guang)致(zhi)衰(shuai)減(jian)不(bu)一(yi)致(zhi),會(hui)形(xing)成(cheng)原(yuan)本(ben)分(fen)選(xuan)時(shi)電(dian)功(gong)能(neng)一(yi)致(zhi)的(de)電(dian)池(chi)片(pian),經(jing)過(guo)光(guang)照(zhao)後(hou),電(dian)功(gong)能(neng)存(cun)在(zai)很(hen)大(da)誤(wu)差(cha),引(yin)起(qi)組(zu)件(jian)曲(qu)線(xian)反(fan)常(chang)和(he)熱(re)斑(ban)現(xian)象(xiang),導(dao)致(zhi)組(zu)件(jian)前(qian)期(qi)失(shi)效(xiao)。熱(re)斑(ban)電(dian)池(chi)的(de)溫(wen)度(du)與(yu)周(zhou)電(dian)池(chi)的(de)溫(wen)度(du)相(xiang)差(cha)較(jiao)大(da),過(guo)熱(re)區(qu)域(yu)可(ke)引(yin)起(qi)EVA加快老化變黃,使該區域透光率下降,然後使熱斑進一步惡化,導致組件的前期失效。
(2)怎麼怎麼消除或減小熱斑
為wei了le防fang止zhi太tai陽yang電dian池chi由you於yu熱re斑ban效xiao應ying而er遭zao受shou破po壞huai,最zui好hao在zai太tai陽yang電dian池chi組zu件jian的de正zheng負fu極ji間jian並bing聯lian一yi個ge旁pang路lu二er極ji管guan,以yi避bi免mian光guang照zhao組zu件jian所suo發fa生sheng的de能neng量liang被bei受shou遮zhe蔽bi的de組zu件jian所suo耗hao費fei,該gai二er極ji管guan的de作zuo用yong是shi當dang電dian池chi片pian呈cheng現xian熱re斑ban效xiao應ying不bu能neng發fa電dian時shi,起qi旁pang路lu作zuo用yong,讓rang其qi它ta電dian池chi片pian所suo發fa生sheng的de電dian流liu從cong二er極ji管guan流liu出chu,使shi太tai陽yang能neng發fa電dian係xi統tong持chi續xu發fa電dian,不bu會hui由you於yu某mou一yi片pian電dian池chi片pian呈cheng現xian問wen題ti而er發fa生sheng發fa電dian電dian路lu不bu通tong的de狀zhuang況kuang。
能解決熱斑的二極管很多,但(dan)現(xian)在(zai)的(de)關(guan)鍵(jian)是(shi)挑(tiao)選(xuan)結(jie)溫(wen)最(zui)低(di)的(de),發(fa)生(sheng)熱(re)斑(ban)時(shi),很(hen)大(da)的(de)電(dian)流(liu)將(jiang)經(jing)過(guo)二(er)極(ji)管(guan),較(jiao)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei),二(er)極(ji)管(guan)的(de)溫(wen)度(du)將(jiang)上(shang)升(sheng)很(hen)快(kuai),直(zhi)至(zhi)超(chao)越(yue)接(jie)線(xian)盒(he)內(nei)部(bu)構(gou)件(jian)的(de)融(rong)化(hua)溫(wen)度(du),接(jie)線(xian)盒(he)將(jiang)被(bei)焚(fen)毀(hui)。
在IEC61215第二版中,有二極管發熱測驗,其辦法如下:把組件放在75度烘箱中至熱安穩,在二極管中通組件的實際短路電流,熱安穩後(例如1h),丈量二極管的外表溫度,依據以下公式計算實際結溫Tj=Tcase+R*U*I其中R為熱阻係數,由二極管廠家給出,Tcase是二極管外表溫度(用熱電偶測出),U是二極管兩頭壓降(實測值),I為組件短路電流。計算出的Tj不能超越二極管標準書上的結溫規模。
所以,關於這個測驗,挑選二極管要看以下幾個量:電流(大的好)、最大結溫(大的好)、熱阻(小的好)、壓降(小的好)、反向擊穿電壓(一般40V就遠遠夠了)。
3、解決辦法
1)改進矽單晶質量
A.利用磁控直拉矽單晶工藝
此工藝不僅能操控單晶中的氧濃度,也使矽單晶縱向、徑向電阻率均勻性得到改進,但需裝備磁場設備並提供激磁電源,添加本錢和工藝難度;
B.運用摻磷的N型矽片
從現在產業化的絲網印刷P型電池工藝來看,N型電池在轉化功率和製形本錢上還沒有優勢,一些關鍵工藝有待解決
C.用稼代替硼作為P型摻雜劑
由於稼在矽中的分凝係數為0.008,遠小於硼的0.8,這使得摻稼單晶矽棒的電阻率散布相對摻硼單晶較寬,但關於市場上單晶矽電池要求電阻率為0.5-6歐姆的標準規模,這並不是個問題,現有電池工藝徹底能夠承受。
選用稼代替硼作為P型摻雜劑的優勢首要有:
①對現有拉晶設備和工藝無任何影響,僅需將硼摻雜劑改為稼摻雜劑;
②對現有電池製造工藝無任何影響;
③每50千克矽料僅需摻稼1~2克,本錢約為10元
2)電池片光照預衰減
四、位錯對電池功能的影響
矽片中存在著極高的位錯密度,成為少量載流子的強複合中心,終究導致電池和組件功能的嚴重下降。
五、太陽能電池生產工藝中每個工序的工藝難點
1、製絨的工藝難點是絨麵金字塔要小而均勻,沒有手指印,花籃印,色差,發白等現象;
2、擴散是中心工序,難點是方塊電阻不均勻,以及PN結的深淺操控(結合矽片狀況);
3、去邊要求刻去邊上的PN結,對與刻邊的操控,刻後漏電流要小;
4、去PSG便是去除外表的磷矽玻璃,腐蝕往後外表清潔,瀝水作用好;
5、減反射膜首要是操控膜的厚度(最佳厚度為1/4光波長),以及沒有色差;
6、yinshuanenggoushuoshibijiaozhongyaodehuanjie,beimianlvjiangdehoudu,zhaxiandekuanduhegaodu,yaoqiujiangliaodezhanchouduyaohewangbanpipeiqilai,heguipiandejutizhuangkuangpipeicainengdaodabijiaohaodezuoyong。
7、燒結要重要的是溫度以及履帶的速度操控,這要依據矽片以及漿料的具體狀況調整到比較好的規模
(本文轉載自光伏技能共享溝通)
標簽:
電池片衰減
(免費聲明:
1、本網站中的文章(包含轉貼文章)的版權僅歸原作者所有,若作者有版權聲明的或文章從其它網站轉載而順便有原所有站的版權聲明者,其版權歸屬以順便聲明為準。
2、本ben網wang站zhan轉zhuan載zai於yu網wang絡luo的de資zi訊xun內nei容rong及ji文wen章zhang,咱zan們men會hui盡jin或huo許xu注zhu明ming出chu處chu,但dan不bu掃sao除chu來lai源yuan不bu明ming的de狀zhuang況kuang。如ru果guo您nin覺jiao得de侵qin犯fan了le您nin的de權quan益yi,請qing通tong知zhi咱zan們men更geng正zheng。若ruo未wei聲sheng明ming,則ze視shi為wei默mo許xu。由you此ci而er導dao致zhi的de任ren何he法fa令ling爭zheng議yi和he結jie果guo,本ben站zhan不bu承cheng擔dan任ren何he責ze任ren。
3、本網站所轉載的資訊內容,僅代表作者自己的觀點,與本網站立場無關。
4、如有問題可聯絡導航網編輯部,電話:,電子郵件:bianjibu@okcis.cn)
手機版|
關注公眾號|

下載手機APP


