Nguồn: ecogeneration.com.au
Các chuyên gia đã liên tục chỉ ra những thách thức mà công nghệ PERC phải đối mặt ngay sau khi lắp đặt liên quan đến các hiệu ứng xuống cấp tiềm ẩn. LONGi Solar đã và đang làm việc để giải quyết vấn đề suy giảm do ánh sáng gây ra (LID) trong các tế bào và mô-đun PERC để ngăn chặn các vấn đề xuống cấp và cung cấp các mô-đun chất lượng tốt nhất.
Trong vài năm qua, một hiện tượng suy giảm hiệu suất pin mặt trời / mô-đun khác đã thu hút sự chú ý của mọi người: suy giảm do ánh sáng và nhiệt độ tăng cao gây ra, hay còn gọi là LeTID.
LeTID được cho là do tương tác giữa tạp chất kim loại và hydro trong tấm wafer. Với tấm wafer pha tạp gali, việc kiểm soát LeTID trong pin mặt trời sẽ dễ dàng hơn, vì không cần phải đưa quá nhiều hydro vào quá trình xử lý tế bào để giảm thiểu LID theo yêu cầu đối với wafer pha tạp chất boron.
Sự suy giảm do ánh sáng gây ra thường được coi là do phức hợp boron-oxy được hình thành dưới ánh sáng chiếu vào, làm giảm hiệu suất và công suất của pin mặt trời theo thời gian sau khi lắp đặt. Để giảm thiểu LID, bạn có thể giảm nồng độ oxy trong tấm wafer hoặc thay thế boron (B) bằng các chất pha tạp khác, chẳng hạn như gali (Ga). Nghiên cứu do Viện Nghiên cứu Năng lượng Mặt trời Hamelin (ISFH) và LONGi phối hợp thực hiện đã chứng minh rằng doping Ga và các tấm xốp oxy thấp có hiệu quả, như được minh họa trong Hình 1.
Với việc tối ưu hóa quy trình ở giai đoạn kéo phôi và sản xuất tế bào, pin mặt trời được làm bằng tấm pha tạp Ga đã chứng minh hiệu quả cải thiện từ 0,06-0,12% (abs) so với tấm mỏng pha tạp chất B.
Qua quá trình nghiên cứu và thử nghiệm kỹ lưỡng, các chuyên gia công nghệ của LONGi kết luận rằng các vấn đề về LID và LeTID có thể được giải quyết hiệu quả bằng cách sử dụng tấm silicon đơn tinh thể pha tạp gali kết hợp với điều khiển quá trình tế bào mà không cần điều trị tái tạo (tiêm ánh sáng hoặc tiêm điện).
So với tấm silicon pha tạp chất boron, tấm silicon pha tạp chất gali có thể cải thiện hiệu quả của tế bào PERC. Không có phức hợp bo-ô-xy trong các tế bào PERC pha tạp chất gali, do đó không có hiện tượng thông thường về bo-ô-xy LID. Trong sách trắng gần đâyGalisilicon đơn tinh thể pha tạp hoàn toàn giải quyết được vấn đề về LID của mô-đun PERC, LONGi đã tóm tắt những phát hiện của mình về chủ đề này, được hỗ trợ bởi các nghiên cứu liên quan. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc áp dụng các tấm silicon pha tạp chất gali có thể giảm thiểu hiệu quả LID ban đầu mà các tế bào sử dụng tấm silicon loại p pha tạp boron đã phải chịu đựng từ lâu.
Nhóm LONGi đã tiến hành thử nghiệm LID của các tế bào PERC pha tạp gali và boron. Thử nghiệm sử dụng các tế bào PERC hai mặt được sản xuất hàng loạt của LONGi (có hiệu suất tế bào khoảng 22,7%). Sau đây là một phần của sơ đồ thử nghiệm bao gồm mục thử nghiệm, loại và số lượng ô.
Kết quả kiểm tra
1sun, 75 ° C:Để phản ánh đầy đủ LeTID, LONGi đã áp dụng nhiệt độ thử nghiệm là 75 ° C. Hình 2 cho thấy kết quả thử nghiệm 264 giờ ở 1sun, 75 ° C. Tế bào pha tạp chất boron giảm xuống tối đa 2,3% sau 8 giờ và sau đó phục hồi về giá trị ổn định 1,3% sau 96 giờ. Giá trị phân huỷ của tế bào pha tạp chất gali về cơ bản ổn định ở 96 giờ ở mức 1,2%, sau đó bị phân huỷ từ từ xuống 1,3% (216 giờ) và sau đó phục hồi nhẹ.
× 10suns,> 100 ° C:Quá trình LeTID có thể được tăng tốc bằng cách sử dụng × 10suns,> 100 ° C. Kết quả thử nghiệm tế bào PERC pha tạp chất gali theo phương pháp này được thể hiện trong Hình 3. Sử dụng phương pháp thử nghiệm này, tế bào pha tạp chất gali cũng trải qua một quá trình đầu tiên phân hủy và sau đó trở lại ổn định. Sự suy giảm đạt giá trị lớn nhất 1,05% sau 5 phút và bắt đầu ổn định ở mức khá thấp 0,3% sau 90 phút.
Kết quả được hỗ trợ bởi nghiên cứu độc lập
Tine U. Naerland từ Đại học Bang Arizona (cùng với các nhà nghiên cứu khác) đã nghiên cứu sự suy giảm tuổi thọ sóng mang thiểu số của các tấm silicon pha tạp indium, gallium và boron không có tạp chất ở nhiệt độ phòng 25 ° C, như thể hiện trong Hình 4.
Có thể thấy rằng tuổi thọ sóng mang thiểu số của các tấm silicon pha tạp chất gali về cơ bản duy trì một giá trị không đổi khoảng 300μs sau 104s tiếp xúc với ánh sáng, trong khi những tấm wafer silicon pha tạp chất boron và pha tạp chất indium bị suy giảm liên tục và rất nhiều. Do đó, trong điều kiện ánh sáng ở nhiệt độ thấp, tấm wafer silicon pha tạp chất gali tương đối ổn định và về cơ bản không bị suy giảm chất lượng. Tuy nhiên, trong trường hợp tiếp xúc thực tế ngoài trời, nhiệt độ làm việc của tế bào sẽ vượt quá 60 ° C và tế bào pha tạp chất gali cũng sẽ có một mức độ LeTID nhất định dưới tác động của nhiệt độ. Nghiên cứu của cô đã bổ sung rõ ràng kết quả thử nghiệm của LONGi về LID của các tế bào PERC pha tạp chất gali và các tế bào PERC pha tạp chất boron được tái tạo ở các nhiệt độ khác nhau.
Một nghiên cứu liên quan khác đã được thực hiện bởi Nicholas Grant và John Murphy từ Đại học Warwick, những người gần đây đã nghiên cứu khả năng tồn tại của doping indium và phát hiện ra rằng mức độ chấp nhận tương đối sâu của nó hạn chế tiềm năng của nó. “Silicon pha tạp Gali đã chứng tỏ tuổi thọ rất cao và ổn định khi được chiếu sáng kéo dài. Cũng không có bất kỳ khiếm khuyết hoạt động tái tổ hợp bất lợi nào được biết đến, ”Grant cho biết trong một cuộc tương tác gần đây với một tạp chí hàng đầu trong ngành năng lượng mặt trời.
Việc áp dụng các tấm silicon pha tạp chất gali có thể giảm thiểu hiệu quả LID ban đầu mà các tế bào sử dụng tấm silicon loại p pha tạp boron đã phải chịu đựng từ lâu. Do đó, silicon pha tạp gali không yêu cầu các bước ổn định bổ sung được sử dụng để giảm thiểu sự xuống cấp, không giống như hiện trạng pha tạp bo. Hiệu suất trung bình của tế bào pha tạp gali cao hơn 0,09% so với tế bào pha tạp chất bo.
Ông nói: “Nhóm của tôi đã thực hiện kiểm tra độ ổn định và không có sự suy giảm đáng kể nào của pin mặt trời PERC sử dụng chất nền silicon pha tạp chất gali”. “Ngược lại, chúng tôi đã quan sát thấy sự suy giảm đáng kể đối với pin mặt trời PERC tương đương với chất nền silicon pha tạp chất boron trong cùng điều kiện thí nghiệm.”
