晶硅太阳能电池光致衰减问题讨论

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1、光伏组件输出功率光致衰减问题的讨论报告内容提要引言（一）P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理掺硼)（二）P型(掺硼)晶体硅片少子寿命及太阳电池光致衰减试验掺硼)晶体硅片少子寿命及太阳电池光致衰减试验（三）光伏组件的初始光致衰减试验（四）光伏组件输出功率初始衰减问题的解决方案2引言光伏组件输出功率的衰减可分为两个阶段：光伏组件输出功率的衰减可分为两个阶段：第一个阶段，我们可以把它称作初始的光致衰减，第一个阶段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。第二个阶段，我们可以把它

2、称作组件的老化衰减，第二个阶段即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。3引言为什么光致衰减现象又被关注：P型(掺硼)的太阳电池的光致衰减现象是在七十年代发现的，为什么近期光伏产业界和研究机构又对此产生了较大的关注呢？其主要原因是由于光致衰减导致的一些光伏组件的功率下降幅度远远超出了客户所能接受的范围，这就使组件制造商面临着潜在的赔偿风险。4引言导致光伏组件功率出现早期下降的主要原因有：（一）硅片质量差，导致电池出现较大幅度的初始光致5衰减；（二）组件制造工艺不合理，出现诸如电池片隐裂、EVA交联度不好、脱层、焊接不良等质量问题．（三

3、）些组件制造商功率测试不准确或有意在输出功率上虚报。一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理30多年前，H.FischerandW.Pschunder等人首次观察到P型（掺硼）晶体硅太阳电池的初始光致衰减现象．6一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理大家基本一致的看法是：大家基本一致的看法是：光照或电流注入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，引起电池转换效率下降，但经过退火处理，少子寿命又可被恢复，其可能的反应为：7光照或电流注入Bs＋Bs＋2Oi少子寿命高）（少子寿命高）退火处理BsO2i少子寿命低）（少子寿命低）一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机

4、理8据文献中报道：据文献中报道（一）含有硼和氧的硅片经过光照后出现不同程度的衰减（如图2、图3、图4所示）。硅片中的硼、氧含量越大，在光照或电流注入条件下产生的硼氧复合体越多，少子寿命降低的幅度就越大。(二）在低氧、掺镓、掺磷的硅片中少子寿命随光照时间的衰减幅度极小。一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理9图2低氧掺硼、有氧掺磷、有氧掺硼的Fz硅片和有氧掺硼Cz硅片少子寿命衰减随光照时间的关系(2)一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理10图3掺硼、掺镓、掺磷的Cz硅片和硼掺杂的MCZ硅光照前后少数载流子寿命的变化(3)一.P型(掺硼)晶体硅太阳电池初始光致衰减机理11图4不

5、同硼掺杂浓度硅片的少子寿命随时间的变化关系(4)掺硼)晶体硅片少子寿命及太阳电池光致衰减试验二.P型(掺硼)晶体硅片少子寿命及太阳电池光致衰减试验(一）P型（掺硼）单/多晶硅片少子寿命的光致衰减试验１．原始硅片的光致衰减试验硅片不做任何处理，测试光照前和光照后的少子寿命。12试验结论：从图5可以看出，单/多晶裸硅片若不经过清洗钝化，其少子寿命几乎随着光照时间变化不大，这是因为硅片表面复合中心占主导地位，掩盖了光照对体少子寿命的影响，因此对不经过清洗、钝化的裸硅片，无法确定少子寿命与光照时间的对应关系，也就无法判断硅片的质量．单晶裸硅片的少子寿命随时间的衰减图1.2多晶裸硅片的少子寿命随时间的

6、衰减图1.21.01.00.80.8少子寿命us少子寿命us0.60.6M10.4M2M30.4M1M2M30.20.20.00.0010min30min1h时间H2h3h4h010min30min1h时间H2h3h4h图5未经清洗、钝化的单/多晶裸硅片少子寿命随时间的变化关系掺硼)晶体硅片少子寿命及太阳电池光致衰减试验二.P型(掺硼)晶体硅片少子寿命及太阳电池光致衰减试验13２．表面钝化硅片的光致衰减试验去除硅片损伤层＋硅片清洁+硅片表面钝化（碘酒），测试光照前和光照后的少子寿命。试验结论：试验结论：140钝化后单晶硅片少子寿命和光照时间的关系40钝化后多晶硅片少子寿命衰减和时间的关系样品

7、1样品135钝化后硅片的表面复合已不占主要地位，占主要地位，而以体内复合为主，为主，且硅片的体少子寿命随光照而衰减。随光照而衰减。不同质量的材料在光照之后其少子寿命衰减幅度有较大差别，衰减幅度有较大差别，由此基本可以预测出用此硅片制作的电池的初始光致衰减的程度以及可达到的最高电池转换效率。转换效率。120样品2100样品2样品3样品3少子寿命us010min30min时间1h2h3h4h6h30少子寿命us2