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BO-LID的两种解决方案,你都知道吗?

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:12

  1. 狭义的光致衰减指BO-LID;

  2. 不止P型掺硼中有LID现象,P型掺镓中也有LID现象;

  3. 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BO-LID的解决方案 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。

  4. 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.12



    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。13

    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。




      总结:


    整体来说,降低BO-LID的方法目前有效的方法有两种:

    1. 使用掺镓硅片 降低硼氧复合体;

    2. 使用电注入、光注入 工业生产方式,使硼氧复合体得到降低;

    我们相信,随着电池制造设备的国产化,以及BO-LID的工业化解决方案的实施,能够使BO-LID衰减降到最低,也相信随着对BO-LID研发技术的更新迭代,一定能够完全解决P型晶硅BO-LID现象,从而给客户最可靠性的产品!

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