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什么是光伏電池光衰?

:2022-11-07 :贊晨科技 :98456299

 光伏組件生產(chǎn)完成后,組件功率正常,但在光伏電站安裝運行時,發(fā)現(xiàn)組功率衰減較大,主要是由光伏電池光衰減引起的。光伏電池的光衰減可分為初始光衰減和老化衰減兩個階段。


  初始光致衰減


  初始光衰減,即光伏組件的輸出功率在使用前幾天大幅下降,但隨后趨于穩(wěn)定。造成這種現(xiàn)象的主要原因是P型(摻硼)晶體硅片中的硼氧復合少子壽命。通過改變P型摻雜劑,用作物代替硼可以有效減少光衰減;或者對電池片進行預光處理,即在組件制造前,光伏組件的初始光衰減可以控制在很小的范圍內(nèi),提高組件的輸出穩(wěn)定性。


  電池片的光衰更多地與電池片制造商有關。組件制造商的意義在于選擇高質(zhì)量的電池片來減少光衰減的影響。


  老化衰減


  老化衰減是指長期使用中功率下降非常緩慢的主要原因,與電池衰減緩慢有關,也與包裝材料的性能退化有關。其中,紫外線照射導致組件主要材料性能退化的主要原因。紫外線的長期照射使EVA及背板(TPE結(jié)構)老化變黃,導致組件透光率下降,進而導致功率下降。


  這就要求組件制造商選擇EVA背板必須嚴格檢查,所選材料必須具有優(yōu)異的耐老化性,以減少輔助材料老化引起的部件功率衰減。

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  光衰減機制


  P30多年前觀察到了晶體硅太陽能電池的早期光衰減,然后進行了大量的科學研究。特別是近年來,科學研究發(fā)現(xiàn),它與硅片中的硼氧濃度有關。人們基本相同的觀點是,光或電流注射會導致硅片中的硼和氧形成硼氧復合物,從而降低少子的壽命,但退火后,少子的壽命可以恢復,其可能的反應是:


  據(jù)文獻報道,含硼和氧的硅片在光照后的少子壽命會有不同程度的衰減。硅片中的硼和氧含量越大,在光照或電流注射條件下在體內(nèi)產(chǎn)生的硼和氧復合物越多,其少子壽命就越大。在低氧、作物和磷的硅片中,隨著光照時間的增加,少子壽命的整體衰減幅度很小。


  解決措施


  1.提高硅單晶質(zhì)量


  太陽能電池性能的早期光衰減主要發(fā)生在單晶硅太陽能電池上。對于多晶硅太陽能電池,其轉(zhuǎn)換效率的早期光衰減非常小。可以看出,硅片本身的性質(zhì)決定了太陽能電池性能的早期光衰減程度。因此,有必要解決光伏組件的早期光衰減問題。我們必須從解決硅片問題開始。以下是一些討論方案。


  A、提高硼P型直拉單晶硅棒的質(zhì)量


  一些單晶棒的質(zhì)量確實令人擔憂。如果這種情況不能有效地改變,將嚴重影響摻硼直拉單晶產(chǎn)品中光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的主要問題和改進措施:


  1)由于原高純多晶硅與一些不應使用的基磷和其他有害雜質(zhì)含量高的硅混合。使用這種材料生產(chǎn)的太陽能電池不僅效率低,而且早期光衰減非常大。我們強烈要求不要使用低質(zhì)量的硅。


  2)高純多晶硅中摻入過多低電阻N型硅料IC廢N型硅片等。CZ硅棒是一種高補償?shù)腜型單晶材料。雖然電阻率合適,但硼一氧化氫濃度非常高,導致太陽能電池性能的早期光衰減。我們強烈要求不要使用低電阻N型硅。


  3)拉桿工藝不合格,晶體硅氧含量高,內(nèi)應力大,位錯缺陷密度高,電阻率不均勻,直接影響太陽能電池的效率和穩(wěn)定性。我們希望改進拉桿工藝。控制氧含量。


  由上述硅片制成的電池具有較大的早期光衰減,將超出客戶可接受的范圍。事實上,直拉單晶工藝非常成熟,只要我們關閉材料質(zhì)量,按照正式的拉桿工藝生產(chǎn),硅棒的質(zhì)量就可以得到更好的控制。


  B、采用磁控直拉硅單晶工藝(MCZ)提高單晶硅棒產(chǎn)品質(zhì)量


  該工藝不僅可以控制單晶中的氧濃度,還可以提高硅單晶縱向和徑向電阻率的均勻性。


  C、采用區(qū)熔單晶硅工藝(FZ)提高單晶硅棒產(chǎn)品質(zhì)量


  區(qū)熔單晶硅工藝避免了直拉過程中大量氧進入硅晶體的固有缺陷,從而徹底解決了P型(硼)太陽能電池的早期光衰減。FZ工藝成本高,主要用于IC硅片和其他半導體器件一起制造,但目前已經(jīng)制造出來了FZ該工藝進行了相關改造,降低了成本。適用于制造太陽能電池硅片。在這方面進行了試生產(chǎn)


  D、用鎵代替硼來改變摻雜劑


  硅片制成的電池未發(fā)現(xiàn)太陽能電池的早期光衰減,也是解決太陽能電池早期光衰減的方法之一。


  E、用摻磷的N型硅片代替摻硼的P型硅片


  使用高硅片也是解決電池初試光衰減問題的方法之一。然而,從目前的工業(yè)絲網(wǎng)印刷高 級電池技術來看,高 級電池在轉(zhuǎn)換效率和制造成本方面沒有優(yōu)勢,一些關鍵技術需要解決


  2.先前光衰減電池片


  由于光伏組件的早期光衰減是由電池的早期光衰減引起的,因此電池的早期光衰減發(fā)生在組件制造之前。光伏組件的早期光衰減非常小,可以完全控制在測量誤差中。同時,它也大大降低了光伏組件出現(xiàn)熱點的可能性。


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