隆基在2020年4月份发布了掺镓单晶白皮书：《白皮书 | 隆基掺镓单晶硅片全面解决PERC组件光衰减问题》，白皮书综述了PERC电池光衰的原理，指出通过采用掺镓单晶硅片并结合电池工艺控制，可以有效解决LID与LeTID问题，无需再生态（光注入或者电注入）处理，PERC电池采用掺镓硅片相比掺硼硅片在效率上也有一定提升。

掺镓PERC电池内部不存在硼氧复合体，因此不存在通常的硼氧光衰现象。为了验证以上理论， Tine U [1]研究了室温25°C光照下掺铟，掺镓和掺硼三种无杂质硅片的少子寿命衰减情况如图1所示，可看出在光照104s后掺镓硅片少子寿命基本维持恒定的300?s左右，掺硼和掺铟硅片则持续衰减且幅度较大。因此在低温光照条件下掺镓硅片是比较稳定，基本上无衰减。然而在实际的户外暴晒情况下，电池片工作温度会超过60°C，此时在温度作用下掺镓电池也会发生一定程度的光衰（LeTID），本续篇将补充隆基对掺镓PERC电池与经再生处理的掺硼PERC电池在不同温度下的光衰测试结果，从而进一步支撑白皮书中的论断。

图1.  低温(25°C)光照条件下，掺铟，掺镓和掺硼硅片的少子寿命衰减情况

测试采用同一批次的双面PERC电池(电池效率约22.7%)，测试方案如表1所示。

1. 1sun, 60°C

60°C测试中掺硼电池的衰减始终高于掺镓电池，经过50小时测试，掺镓PERC电池平均衰减为1.1%，掺硼PERC电池的平均衰减为1.7%，掺镓电池的优势明显。由此可看出在高温光照条件下掺镓PERC电池会存在衰减LeTID，衰减的极值需要进一步的实验确认。

图2.  1sun、60°C条件下，掺镓/掺硼双面PERC电池的衰减

2. 1sun, 75°C

上一个实验表明60°C、50小时的测试衰减并未达到稳态，为了使LeTID能够充分体现，隆基的量产电池采用75°C的测试温度。图2展示了1sun、75°C的264小时测试结果，掺硼电池在8小时衰减到极大值2.3%，之后在96小时回升到稳定值1.3%；掺镓电池则在96小时时衰减值基本稳定，为1.2%，之后缓慢衰减到1.3%后(216小时)略有回升。

图3.  1sun、75°C条件下，掺镓/掺硼双面PERC电池的衰减

3. 加速测试(×10suns, >100°C)

通过采用数十个太阳的光照并搭配100°C以上的温度可以加速LeTID过程，掺镓PERC电池的测试结果如图3所示。采用该测试方法掺镓电池也出现了先衰减再回复稳定的过程，在5分钟衰减达到最大值1.05%，90分钟时开始稳定在0.3%这样一个相当低的水准。

图4  掺镓双面PERC电池加速光衰测试结果

总结

本文给出了隆基掺镓PERC电池在不同温度下的LID（LeTID）测试结果，相比掺硼电池，掺镓电池均展现出明显更低的衰减进一步支撑了之前白皮书中采用掺镓硅片可以解决PERC技术光衰问题的论断。

参考：

1. Tine U, Energy Procedia 124 (2017) 138–145.