P型掺硼单晶硅太阳电池和组件早期光致衰减问题的研究
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光伏组件光衰减现象及影响因素有哪些1.0绪论太阳能组件制作完成之后,进行功率测试时,组件功率正常,但是客户接收到组件,安装并运营时发现功率衰减较大。
这种现象大多是由于电池片的光致衰减引起的。
本文将系统、简要的阐述光致衰减现象。
2.0光致衰减光伏组件光致衰减可分为两个阶段:初始光致衰减和老化衰减。
1.初始光致衰减初始的光致衰减,即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降,但随后趋于稳定。
导致这一现象发生的主要原因是P型(掺硼)晶体硅片中的硼氧复合体降低了少子寿命。
通过改变P型掺杂剂,用稼代替硼能有效的减小光致衰减;或者对电池片进行预光照处理,是电池的初始光致衰减发生在组件制造之前,光伏组件的初始光致衰减就能控制在一个很小的范围之内,同时也提高组件的输出稳定性。
光致衰减更多的与电池片厂家有关,对于组件厂商的意义在于选择高质量的电池片来降低光致衰减带来的影响。
2.老化衰减老化衰减是指在长期使用中出现的极缓慢的功率下降,产生的主要原因与电池缓慢衰减有关,也与封装材料的性能退化有关。
其中紫外光的照射时导致组件主材性能退化的主要原因。
紫外线的长期照射,使得EV A及背板(TPE结构)发生老化黄变现象,导致组件透光率下降,进而引起功率下降。
这就要求组件厂商在选择EV A及背板时,必须严格把关,所选材料在耐老化性能方面必须非常优秀,以减小因辅材老化而引起组件功率衰减。
3.0光致衰减机理P型(掺硼)晶体硅太阳电池的早期光致衰减现象是在30多年前观察到的,随后人们对此进行了大量的科学研究。
特别是最近几年,科学研究发现它与硅片中的硼氧浓度有关,大家基本一致的看法是光照或电流注人导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体,从而使少子寿命降低,但经过退火处理,少子寿命又可被恢复,其可能的反应为:据文献报道,含有硼和氧的硅片经过光照后其少子寿命会出现不同程度的衰减,硅片中的硼、氧含量越大,在光照或电流注人条件下在其体内产生的硼氧复合体越多,其少子寿命降低的幅度就越大。
光伏单晶硅光致衰减机理
光伏单晶硅的光致衰减机理主要与P型掺硼晶体硅中的硼氧复合体有关,这种复合体降低了少子寿命,导致光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降。
此外,也有人提出,B-O对引起的光衰经过一段时间的光照有一定程度的恢复。
具体来说,P型单晶硅组件在最初户外运行的2~3个月,会经历较明显的衰减与部分恢复过程。
而P型多晶硅电池的衰减则因氧含量相对少而恢复过程不明显,该衰减被认为不仅与B-O对相关,同时也与金属杂质相关。
目前,通过改变P型掺杂剂,用稼代替硼能有效的减小光致衰减;或者对电池片进行预光照处理,是电池的初始光致衰减发生在组件制造之前,光伏组件的初始光致衰减就能控制在一个很小的范围之内,同时也提高组件的输出稳定性。
以上信息仅供参考,如果需要更深入的了解光伏单晶硅光致衰减机理,建议咨询专业人士或查阅相关书籍。
掺硼 p 型晶体硅太阳电池B-O缺陷致光衰及其抑制的研究进展艾斌;邓幼俊【摘要】掺硼p型晶体硅太阳电池一直牢牢占据着光伏市场的主导地位,但硼-氧(B-O)缺陷引起的光衰(LID:Light induced degradation)极大地限制了它的发展.最新的对太阳电池加热同时注入少数载流子的B-O缺陷"复原"(regeneration)技术有望彻底解决掺硼p型晶体硅太阳电池的LID问题.鉴于掺硼p型晶体硅太阳电池LID及其抑制措施的研究对提高晶体硅太阳电池性能表现的长期稳定性有重要作用,回顾了近年在掺硼p型晶体硅太阳电池LID及其抑制措施方面的研究进展,并对最新发展出的B-O缺陷"复原"技术给予了重点介绍.%Although boron-doped p-type crystalline silicon solar cells have been firmly occupying the dominant share in PV market,the light induced degradation (LID) caused by boron-oxygen (B-O) defects greatly limits their development.Newly-developed B-O defects regeneration technology combining minority carriers injection and heating has the potential to completely solve the LID problems of boron-doped p-type crystalline silicon solar cells.Considering that the research work on LID and its suppression measure is of a great importance to improve long term stability of today's mainstream crystalline silicon solar cells,the authors review the recent research progress on LID and its inhibition method of boron-doped p-type crystalline silicon solar cells,and emphatically introduce the newly-developed B-O defects regeneration technology.【期刊名称】《中山大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(056)003【总页数】7页(P1-7)【关键词】晶体硅太阳电池;硼-氧缺陷;光衰;复原【作者】艾斌;邓幼俊【作者单位】中山大学材料科学与工程学院,广东广州 510006;中山大学物理学院∥广东省光伏技术重点实验室,广东广州 510006;中山大学物理学院∥广东省光伏技术重点实验室,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TM615目前,晶体硅太阳电池主要使用掺硼p型晶体硅片作为衬底。
P型单晶硅电池衰减原因与改善措施摘要:随着晶硅太阳电池光电转换效率的提高,其光衰也随之提高,成为高效晶硅电池科技发展的瓶颈。
本文介绍了近年来对掺硼晶硅太阳电池的光衰减问题及衰减机制,指出硼与间隙氧的存在是引起掺硼晶硅太阳电池光照衰减的主要因素,并对如何减小或避免光衰减的改善措施进行了分析。
晶体硅太阳电池是最重要的光伏器件,近年来一直是硅材料研究界和光伏产业界的重点关注领域。
众所周知,常规的晶体硅太阳电池都是基于P型掺硼硅晶体制造的,但这种电池存在着光衰减现象,也就是指电池在服役过程中转换效率会发生迅速衰减的现象。
该现象已经成为制约高效太阳电池发展的一个重要瓶颈。
目前光衰减现象的性质和机理还未完全清楚,它是当前国际上晶体硅太阳电池材料和器件方向的研究热点之一。
本文着重阐述了现有的P型晶体硅太阳电池光衰减的机理与抑制(或消除)光衰减的措施。
1衰减机理Fischer和Pschunder在1973年发现了掺硼Cz-Si太阳电池的光衰减问题[1],如图1所示。
该研究表示1Ωcm掺硼直拉硅电池在光照一段时间后电池性能衰减较为明显;随光照时间的延长,衰减趋于稳定达到饱和值;后在一定温度光照一定时长后,电池性能得到完全恢复。
经过几年的联合研究[2],通过大量的实验清楚的认识了Cz-Si光衰减的缺陷,证实了引起Cz-Si 光衰减缺陷的主要成分是硼和氧。
研究指出在晶体硅中硅的原子半径要比B的原子半径大25%,故后者更易于吸引硅中的间隙氧原子。
同时,由两个间隙氧原子组成的双氧分子O2i与替位的硼原子结合,从而形成B-O复合体。
这种观点已得到Adey等的理论计算支持,并提出了如下反应的B-O 形成机制模型。
2改进措施对于硼氧复合体来说,通常是采用降低硅材料中硼或氧含量、用其他掺杂元素来替代硼等措施进行改善,主要有以下几种。
1)N型电池。
使用N型硅片也是解决电池光衰减问题的方法之一,主要是由于N型硅太阳电池对杂质的容忍度要明显大于P型硅电池。
P型单晶硅电池衰减原因与改善措施摘要:随着晶硅太阳电池光电转换效率的提高,其光衰也随之提高,成为高效晶硅电池科技发展的瓶颈。
本文介绍了近年来对掺硼晶硅太阳电池的光衰减问题及衰减机制,指出硼与间隙氧的存在是引起掺硼晶硅太阳电池光照衰减的主要因素,并对如何减小或避免光衰减的改善措施进行了分析。
晶体硅太阳电池是最重要的光伏器件,近年来一直是硅材料研究界和光伏产业界的重点关注领域。
众所周知,常规的晶体硅太阳电池都是基于P型掺硼硅晶体制造的,但这种电池存在着光衰减现象,也就是指电池在服役过程中转换效率会发生迅速衰减的现象。
该现象已经成为制约高效太阳电池发展的一个重要瓶颈。
目前光衰减现象的性质和机理还未完全清楚,它是当前国际上晶体硅太阳电池材料和器件方向的研究热点之一。
本文着重阐述了现有的P型晶体硅太阳电池光衰减的机理与抑制(或消除)光衰减的措施。
1衰减机理Fischer和Pschunder在1973年发现了掺硼Cz-Si太阳电池的光衰减问题[1],如图1所示。
该研究表示1Ωcm掺硼直拉硅电池在光照一段时间后电池性能衰减较为明显;随光照时间的延长,衰减趋于稳定达到饱和值;后在一定温度光照一定时长后,电池性能得到完全恢复。
经过几年的联合研究[2],通过大量的实验清楚的认识了Cz-Si光衰减的缺陷,证实了引起Cz-Si 光衰减缺陷的主要成分是硼和氧。
研究指出在晶体硅中硅的原子半径要比B的原子半径大25%,故后者更易于吸引硅中的间隙氧原子。
同时,由两个间隙氧原子组成的双氧分子O2i与替位的硼原子结合,从而形成B-O复合体。
这种观点已得到Adey等的理论计算支持,并提出了如下反应的B-O 形成机制模型。
2改进措施对于硼氧复合体来说,通常是采用降低硅材料中硼或氧含量、用其他掺杂元素来替代硼等措施进行改善,主要有以下几种。
1)N型电池。
使用N型硅片也是解决电池光衰减问题的方法之一,主要是由于N型硅太阳电池对杂质的容忍度要明显大于P型硅电池。