Source : ecogeneration.com.au
Les experts ont constamment souligné les défis auxquels la technologie PERC est confrontée peu après l’installation en ce qui concerne les effets potentiels de dégradation. LONGi Solar s’efforce de résoudre le problème de la dégradation induite par la lumière (LID) dans les cellules et modules PERC afin de prévenir les problèmes de dégradation et d’offrir les modules de la meilleure qualité.
Au cours des dernières années, un autre phénomène de dégradation de l’efficacité des cellules / modules solaires a attiré l’attention de tout le monde: la dégradation induite par la lumière et les températures élevées, ou LeTID.
On pense que le LETID est causé par l’interaction entre l’impureté métallique et l’hydrogène dans les plaquettes. Avec les plaquettes dordées de gallium, il est plus facile de contrôler le LETID dans les cellules solaires, car il n’est pas nécessaire d’introduire un excès d’hydrogène dans le traitement cellulaire pour atténuer le LID requis pour les plaquettes d’arrosage au bore.
La dégradation induite par la lumière est généralement considérée comme causée par un complexe bore-oxygène formé sous l’éclairage de la lumière, ce qui réduit l’efficacité et la puissance des cellules solaires au fil du temps après l’installation. Pour atténuer le LID, vous pouvez réduire la concentration d’oxygène dans les plaquettes ou remplacer le bore (B) par d’autres dopants, tels que le gallium (Ga). Des recherches menées conjointement par l’Institut de recherche sur l’énergie solaire Hamelin (ISFH) et LONGi ont démontré que le dopage ga et les plaquettes à faible teneur en oxygène sont efficaces, comme le montre la figure 1.
Grâce à l’optimisation des processus aux étapes de traction des lingots et de fabrication des cellules, les cellules solaires fabriquées avec des plaquettes d’églantation ga ont démontré des améliorations d’efficacité comprises entre 0,06 et 0,12% (abs) par rapport aux plaquettes d’essoipées au B.
Grâce à des recherches et des tests approfondis, les experts en technologie de LONGi ont conclu que les problèmes de LID et de LeTID pouvaient être résolus efficacement en utilisant des plaquettes de silicium monocristallin dopées au gallium en combinaison avec le contrôle du processus cellulaire, sans avoir besoin d’un traitement de régénération (injection de lumière ou injection électrique).
Par rapport aux plaquettes de silicium d’origine bore, les plaquettes de silicium d’origine gallium peuvent améliorer l’efficacité des cellules PERC. Il n’y a pas de complexe bore-oxygène dans les cellules PERC dopées au gallium, il n’y a donc pas le phénomène habituel du LID bore-oxygène. Dans le récent livre blancgallium-dopé silicium monocristallin résout complètement le problème du LID d’un module PERC, LONGi a résumé ses conclusions sur le sujet, appuyées par des études connexes. La recherche indique fortement que l’application de plaquettes de silicium d’origine gallium peut atténuer efficacement le couvercle initial dont les cellules utilisant des plaquettes de silicium de type p d’origine bore-dactylographiées souffrent depuis longtemps.
L’équipe LONGi a effectué un test LID sur des cellules PERC dopées au gallium et dopés au bore. Le test a utilisé les cellules PERC bifaciales produites en masse par LONGi (qui avaient une efficacité cellulaire d’environ 22,7%). Voici une partie du schéma de test, y compris l’élément de test, le type et la quantité de cellules.
Résultats des tests
1sun, 75°C :Afin de refléter pleinement la LeTID, LONGi a adopté une température d’essai de 75 °C. La figure 2 montre les résultats des tests sur 264 heures à 1sun, 75 °C. La cellule dordée au bore se dégrade à un maximum de 2,3% à 8 heures, puis récupère à une valeur stable de 1,3% à 96 heures. La valeur de dégradation des cellules dordées au gallium est essentiellement stable à 96 heures à 1,2%, puis lentement dégradée à 1,3% (216 heures) puis légèrement récupérée.
×10suns, >100°C :Le processus leTID peut être accéléré en adoptant ×10suns, >100°C. Les résultats d’analyse des cellules PERC dissées au gallium selon cette méthode sont présentés à la figure 3. En utilisant cette méthode d’essai, la cellule d’origine gallium-dutée a également connu un processus de dégradation d’abord, puis de retour à la stabilité. La dégradation a atteint la valeur maximale de 1,05 % à 5 minutes et a commencé à se stabiliser à un niveau assez bas de 0,3 % à 90 minutes.
Résultats appuyés par une recherche indépendante
Tine U. Naerland de l’Université d’État de l’Arizona (avec d’autres chercheurs) a étudié la dégradation à vie des porteurs minoritaires de plaquettes de silicium d’indium, dopées au gallium et dappées au bore sans impuretés à température ambiante de 25 °C, comme le montre la figure 4.
On peut voir que la durée de vie du support minoritaire des plaquettes de silicium dorées au gallium maintient essentiellement une valeur constante d’environ 300μs après 104s exposition à la lumière, tandis que ceux des plaquettes de silicium dopé au bore et dopés à l’indium se dégradent continuellement et considérablement. Par conséquent, dans des conditions de lumière à basse température, la plaquette de silicium dié au gallium est relativement stable et n’a fondamentalement aucune dégradation. Cependant, dans le cas d’une exposition extérieure réelle, la température de fonctionnement de la cellule dépassera 60 ° C, et la cellule dorment au gallium aura également un certain degré de LeTID sous l’action de la température. Ses recherches complètent clairement les résultats des tests de LONGi sur le LID des cellules PERC dopées au gallium et des cellules PERC dopées au bore régénéré à différentes températures.
Une autre recherche connexe a été faite par Nicholas Grant et John Murphy de l’Université de Warwick qui ont récemment étudié la viabilité du dopage à l’indium et ont constaté que son niveau d’accepteur relativement profond limite son potentiel. « Le silicium dopé au gallium a démontré des durées de vie très stables et élevées lorsqu’il est soumis à un éclairage prolongé. Il n’y a pas non plus eu de défauts actifs de recombinaison préjudiciables connus », a déclaré Grant dans une récente interaction avec une revue leader de l’industrie solaire.
L’application de plaquettes de silicium d’une teneur en gallium peut atténuer efficacement le LID initial dont les cellules utilisant des plaquettes de silicium de type p dissées au bore souffrent depuis longtemps. Par conséquent, le silicium dopé au gallium ne nécessite pas les étapes de stabilisation supplémentaires utilisées pour atténuer la dégradation, contrairement au statu quo dopé au bore. L’efficacité moyenne des cellules dhées au gallium est 0,09% supérieure à celle des cellules d’une dspipée au bore.
« Mon équipe a effectué des tests de stabilisation et aucune dégradation significative des cellules solaires PERC utilisant un substrat de silicium dopé au gallium n’a été observée », a-t-il déclaré. « En revanche, nous avons observé une dégradation significative pour une cellule solaire PERC équivalente avec un substrat de silicium dopé au bore dans les mêmes conditions expérimentales. »