출처 : ecogeneration.com.au
전문가들은 잠재적 인 성능 저하 효과와 관련하여 PERC 기술이 설치 직후 직면하는 문제를 지속적으로 지적 해 왔습니다. LONGi Solar는 PERC 셀 및 모듈의 LID (광 유도 열화) 문제를 해결하여 열화 문제를 방지하고 최고 품질의 모듈을 제공하기 위해 노력해 왔습니다.
지난 몇 년 동안 또 다른 태양 전지 / 모듈 효율 저하 현상이 모든 사람들의 관심을 끌었습니다. 빛과 고온에 의한 열화 또는 LeTID입니다.
LeTID는 웨이퍼의 금속 불순물과 수소 사이의 상호 작용에 의해 발생하는 것으로 여겨집니다. 갈륨 도핑 웨이퍼를 사용하면 붕소 도핑 웨이퍼에 필요한 LID를 완화하기 위해 셀 처리에 과도한 수소를 도입 할 필요가 없기 때문에 태양 전지에서 LeTID를 제어하기가 더 쉽습니다.
빛에 의한 열화는 일반적으로 빛 조명 아래에서 형성된 붕소-산소 복합체로 인해 발생하는 것으로 간주되어 설치 후 시간이 지남에 따라 태양 전지 효율과 전력을 감소시킵니다. LID를 완화하려면 웨이퍼의 산소 농도를 줄이거 나 붕소 (B)를 갈륨 (Ga)과 같은 다른 도펀트로 대체 할 수 있습니다. ISFH (Institute for Solar Energy Research Hamelin)와 LONGi가 공동으로 수행 한 연구는 그림 1과 같이 Ga- 도핑 및 저산소 웨이퍼가 효과적임을 입증했습니다.
잉곳 풀링 및 셀 제조 단계에서 공정 최적화를 통해 Ga 도핑 된 웨이퍼로 만든 태양 전지는 B 도핑 된 웨이퍼에 비해 0.06-0.12 % (abs)의 효율성 향상을 보여주었습니다.
철저한 연구와 테스트를 통해 LONGi의 기술 전문가들은 LID 및 LeTID 문제가 재생 (광 주입 또는 전기 주입) 처리없이 셀 공정 제어와 함께 갈륨 도핑 된 단결정 실리콘 웨이퍼를 사용하여 효과적으로 해결할 수 있다고 결론지었습니다.
붕소가 도핑 된 실리콘 웨이퍼와 비교할 때 갈륨이 도핑 된 실리콘 웨이퍼는 PERC 셀의 효율을 향상시킬 수 있습니다. 갈륨이 도핑 된 PERC 세포에는 붕소-산소 복합체가 없으므로 붕소-산소 LID의 일반적인 현상이 없습니다. 최근 백서에서갈륨도핑 된 단결정 실리콘은 PERC 모듈의 LID 문제를 완전히 해결합니다., LONGi는 관련 연구를 통해 주제에 대한 연구 결과를 요약했습니다. 연구에 따르면 갈륨 도핑 실리콘 웨이퍼를 적용하면 붕소 도핑 p 형 실리콘 웨이퍼를 사용하는 셀이 오랫동안 겪었던 초기 LID를 효과적으로 완화 할 수 있습니다.
LONGi 팀은 갈륨 도핑 및 붕소 도핑 PERC 셀의 LID 테스트를 수행했습니다. 이 테스트는 LONGi의 대량 생산 된 양면 PERC 셀 (셀 효율 약 22.7 %)을 사용했습니다. 다음은 테스트 항목, 유형 및 셀 수량을 포함하는 테스트 계획의 일부입니다.
시험 결과
1 일, 75 ° C :LeTID를 완전히 반영하기 위해 LONGi는 75 ° C의 테스트 온도를 채택했습니다. 그림 2는 1sun, 75 ° C에서 264 시간 테스트 결과를 보여줍니다. 붕소가 도핑 된 세포는 8 시간에 최대 2.3 %로 분해되고 96 시간에 1.3 %의 안정된 값으로 회복됩니다. 갈륨이 도핑 된 세포의 분해 값은 기본적으로 96 시간에서 1.2 %로 안정하다가 천천히 1.3 % (216 시간)로 분해 된 후 약간 회복되었습니다.
× 10suns,> 100 ° C :LeTID 프로세스는 × 10suns,> 100 ° C를 채택하여 가속화 할 수 있습니다. 이 방법에서 갈륨이 도핑 된 PERC 셀의 테스트 결과가 그림 3에 나와 있습니다.이 테스트 방법을 사용하여 갈륨이 도핑 된 셀도 먼저 분해 된 다음 안정성으로 돌아 오는 과정을 경험했습니다. 열화는 5 분에 최대 값 1.05 %에 도달했고 90 분에 0.3 %라는 상당히 낮은 수준에서 안정화되기 시작했습니다.
독립적 인 연구로 뒷받침되는 결과
애리조나 주립 대학의 Tine U. Naerland (다른 연구원들과 함께)는 그림 4에서 볼 수 있듯이 실온 25 ° C에서 불순물이없는 인듐 도핑, 갈륨 도핑 및 붕소 도핑 실리콘 웨이퍼의 소수 캐리어 수명 저하를 연구했습니다.
갈륨이 도핑 된 실리콘 웨이퍼의 소수 캐리어 수명은 기본적으로 10 초 후에 약 300μs의 일정한 값을 유지함을 알 수 있습니다.4s 빛 노출, 붕소 도핑 및 인듐 도핑 실리콘 웨이퍼는 지속적으로 크게 저하됩니다. 따라서 저온 광 조건에서 갈륨 도핑 실리콘 웨이퍼는 상대적으로 안정적이고 기본적으로 열화가 없습니다. 그러나 실제 실외 노출의 경우 셀의 작동 온도가 60 ° C를 초과하고 갈륨이 도핑 된 셀도 온도 작용 하에서 어느 정도의 LeTID를 갖게됩니다. 그녀의 연구는 갈륨이 도핑 된 PERC 세포와 재생 된 붕소가 도핑 된 PERC 세포의 LID에 대한 LONGi의 테스트 결과를 다른 온도에서 명확하게 보완합니다.
최근에 인듐 도핑의 생존 가능성을 연구하고 상대적으로 깊은 수용체 수준이 잠재력을 제한한다는 것을 발견 한 Warwick 대학의 Nicholas Grant와 John Murphy가 또 다른 관련 연구를 수행했습니다. “갈륨이 도핑 된 실리콘은 조명이 연장 될 때 매우 안정적이고 높은 수명을 보여주었습니다. 또한 알려진 해로운 재결합 활성 결함도 없었습니다.”라고 최근 태양 광 산업 저널과의 상호 작용에서 Grant가 말했습니다.
갈륨이 도핑 된 실리콘 웨이퍼의 적용은 붕소가 도핑 된 p 형 실리콘 웨이퍼를 사용하는 셀이 오랫동안 겪었던 초기 LID를 효과적으로 완화 할 수 있습니다. 따라서 갈륨 도핑 실리콘은 붕소 도핑 현상 유지와 달리 열화를 완화하는 데 사용되는 추가 안정화 단계가 필요하지 않습니다. 갈륨 도핑 셀의 평균 효율은 붕소 도핑 셀의 평균 효율보다 0.09 % 높습니다.
“우리 팀은 안정화 테스트를 수행했으며 갈륨이 도핑 된 실리콘 기판을 사용하는 PERC 태양 전지의 심각한 저하는 관찰되지 않았습니다.”라고 그는 말했습니다. 대조적으로, 우리는 동일한 실험 조건에서 붕소가 도핑 된 실리콘 기판을 사용하는 동등한 PERC 태양 전지에 대해 상당한 저하를 관찰했습니다.”
