光致衰减问题讨论.pptVIP

当前硅片质量的状况： １．主流电池片的相对衰减：单晶电池片不超过 1%，多晶电池片不超过0.5%。 ２．某些质量很差的硅片做成电池后，其相对衰 减接近６%（单晶）和4%（多晶），这些衰 减大的电池片是需要我们关注的。 3.　个别质量特别差的硅片做成电池后，其相对衰减 超过１０%（单晶），对这种特别 差的材料进 行理化分析，发现其中的硼、磷 等杂质含量 都是严重超标。 * 三．光伏组件的初始光致衰减试验 光伏组件的核心组成部分就是太阳电池，如果太阳电池的性能发生率减，就必然导致光伏组件的输出功率下降，并极易在组件中引起热斑. 若电池串与串之间电流不一致，在接了旁路二极管的组件特性曲线上可看到“台阶曲线”。 通过测量光照前后组件的输出特性曲线和红外成像分析,可以考察组件的初始光致率减现象． * 三．光伏组件的初始光致衰减试验 （一）正常组件的输出特性曲线及红外成像 图13 正常组件的IV特性曲线 图14 正常组件的红外成像（温度相差仅1.4℃） * 三．光伏组件的初始光致衰减试验 （二）组件光照后，输出特性曲线及红外成像 如果电池的衰减基本一致，尽管输出功率下降，但I-V曲线还是正常的，也无热斑出现，其曲线和红外图像与正常组件类似。 如果电池的衰减不一致，将导致I－V曲线出现台阶，如图15所示 图15 小台阶 大台阶 * 三．光伏组件的初始光致衰减试验 c. 有热斑组件的红外成像 对于出现台阶曲线的组件用红外成像检查，可发现有些组件出现热斑，如图16所示：这种热斑的温度与周围电池的温度相差较大，过热的区域可引起EVA加快老化变黄，使该区域透光率下降，从而使热斑进一步恶化，导致组件的早期失效。 图16 异常组件的红外成像，出现热斑（温度相差11.3℃） * 案例分析 我们对某硅片供应商提供的一批质量极差的硅片进行了全过程的跟踪试验，将转换效率为16.%的电池片，经弱光光照1.5小时后(光源为节能灯11W X 40只)，发现电池片转换效率大幅衰减，且离散性也很大，效率最高的为15.4%，最低的仅为13%，如图17所示。 图17 质量极差的硅片做成的电池片，弱光光照后效率分布图 * 案例分析 将光照后的电池重新检测分档，按转换效率的分布情况做成14块组件，组件经太阳光光照后的功率又进一步下降，如图18所示： 结论； １．光照强度影响组件功率的衰减幅度． ２．尽管普通的节能灯没有使该电池片衰减到稳定的程度，但是通过光照后二次分选剔出了效率衰减大的电池片，使每个组件内电池片性能基本一致。对这类电池，如果不经过光照和二次分选而直接做成组件，那些衰减较为严重的电池片，会分散在各个组件内，导致组件的整体功率下降更多，并将引起组件曲线异常和热斑。 ３．这批电池转换效率衰减幅度在10%到24%之间! * 四．光伏组件输出功率初始衰减的解决方案 太阳电池性能的初始光致衰减现象主要发生在单晶硅太阳电池上，对于多晶硅太阳电池来讲,其转换效率的初始光致衰减幅度就很小。由此可见硅片自身的性质决定了太阳电池性能的初始光致衰减程度。因此要解决光伏组件的初始光致衰减问题，就必须从解决硅片问题入手，下面就几个方案进行讨论。 * 四．光伏组件输出功率初始衰减的解决方案 （一）改进掺硼P型直拉单晶硅棒的质量 在国内，掺硼P型直拉单晶是目前硅棒市场的主流产品，单晶棒的质量确实令人担忧 ，单晶棒制造商必须认真对待这个问题．其实直拉单晶工艺是很成熟的，只要我们把好用料质量关，按正规拉棒工艺生产，硅棒的质量是可以得到较好控制的。 建议如下： １． 避免使用低质量的多晶硅料 ２． 严格控制掺入过多低电阻率N型硅料，如IC的废N型硅片等,避免生产高补偿的P型单晶棒, 这种硅棒，尽管电阻率合适，但硼－氧浓度非常高，将导致太阳电池性能出现较大幅度的初始光致衰减． ３． 提高拉棒工艺，减少晶体硅中氧含量,降低内应力,降低缺陷密度,改进电阻率的均匀性。 * 四．光伏组件输出功率初始衰减的解决方案 （二）利用磁控直拉硅单晶工艺（MCZ）改进单晶硅棒产品质量 此工艺不仅能控制单晶硅中的氧浓度，也使硅单晶纵向、径向电阻率均匀性得到改善，这种工艺已在国内部分拉棒公司开始试用。 * 四．光伏组件输出功率初始衰减的解决方案 （三）利用区熔单晶硅工艺（FZ）改进单晶硅棒产品质量 区熔单晶硅工艺避免了直拉工艺中大量氧进入硅晶体的固有缺陷，从而彻底解决了P型（掺硼）太阳电池的初始光致衰减现象。因FZ工艺成本较高，主要用于IC和其它半导体器件的硅片制造，但目前已有公司对FZ工艺进行相关改造，降低了成本，可适合于太阳电池硅片的制造。国内有技术实力的拉棒公司已开展了这方面的试制工作. * 四．光伏组件输出功率初始衰减的解决方案 （四）