光伏组件的可靠性关系到全生命周期内的使用寿命和发电量,同时和BOS的投资收益率息息相关。关于光伏组件其中一个可靠性参数LID(点击阅读),上文中我们已经了解了几点信息:
狭义的光致衰减指BO-LID;
不止P型掺硼中有LID现象,P型掺镓中也有LID现象;
BO-LID主要是由于单晶硅在拉棒过程中,无法避免氧元素的渗入,从而氧原子和硼原子结合形成硼氧复合体,从而导致BO-LID现象。
BO-LID的解决方案
在晶体硅电池进入PERC时代之后,BO-LID的影响程度进一步显现。PERC电池使用背钝化技术,增加了长波段入射光子的有效吸收,将电池效率在铝背场电池结构上提升约1%。然而电池背面产生的光生少数载流子(电子)需要经历较远的路径才可以被正面的PN结有效分离并被电极收集。因此,虽然背钝化使PERC的效率大幅提升,却由于硅片本身的BO-LID,使电池的初始光衰增大到了5%以上。
目前多种技术方案均被尝试应用到BO-LID的降低上。主要走两种路线,一是降低硼含量,但是降低硼含量会降低PERC电池的效率;第二是降低氧含量,而降低氧含量的技术会使硅片成本增加。另外目前使用掺GA也是一种不错的选择,虽然GA在硅中的分凝系数远大于硼,也会增加硅片成本,但是由于掺GA硅片的工业化和量产化,成本已经和掺硼硅片一致。所以,选用掺GA硅片是降低BO-LID的一种途径。
但是使用掺镓硅片不能完全的解决BO-LID,那我们有没有好的解决BO-LID工业化的方法呢?
好在学术界以及工业界对于BO-LID的进一步的研究寻找到了BO-LID的工业化解决方案。
2006年,Konstanz University的Alex Herguth发现在较高温度的光照或者使用正向电流,可以使BO-LID经历衰减-再生的过程,且后续持续的光照或者电注入不会使电池的开路电压下降。这是首次关于LIR现象的报道。由于这一项工作,Alex Herguth获得了SolarWorld 2006年的Junior Einstein Award.
在光照或者正向电压的情况下,BO-LID发生先衰减再恢复的现象
近几年来,随着PERC生产工艺和生产设备的成熟,学术界对于BO-LID光衰解决方案也逐渐实现了工业化。使用更高的光强,较高的温度可以缩短LIR工艺的时间,BO-LID的工业化解决方案包括光注入和电注入两种方法。
电注入原理:使用直接电注入载流子(反向注入直流电)的方式,使硅体内的氢改变带电形态,从而能很好的钝化衰减的硼氧复合体,使其转变成稳定的再生态,最终达到抗LID的目的。
电注入原理
光注入原理: 光注入是利用卤素灯,LED,激光等光源,发出较高温度的光照,可以使BO-LID衰减再生,从而起到抗LID的目的。