1993年,Fischer和Pschunder發現在(zai)摻硼(peng)P型CZ-Si的(de)電(dian)池在(zai)光照條件下,會發生(sheng)效率(lv)(lv)衰(shuai)(shuai)退,其衰(shuai)(shuai)減(jian)為總效率(lv)(lv)的(de)2-3%左右,並將定義為光致衰(shuai)(shuai)減(jian)現象(LID)。LID衰(shuai)(shuai)減(jian)速度很快,在(zai)幾天內就可以達(da)到飽和,其產生(sheng)機(ji)制主要是(shi)矽材料內的(de)硼(peng)氧(B-O)缺陷對。
2012 年,有國外(wai)研究發現,PERC多(duo)晶矽(xi)太陽電池中除(chu)存在(zai)光致衰減(jian)(LID) 之外(wai),還存在(zai)“熱(re)輔助(zhu)光誘導衰減(jian)”(Light elevatedTemperature Induce Degradation,LeTID), LeTID 現象會隨著環境溫度的升高而加強,與傳(chuan)統(tong)LID 現象的特性有所不同。
2017年(nian),國際上(shang)一些研究單位開展了進一步的(de)研究,一個比較重要(yao)的(de)發(fa)現是PERC 單晶矽太(tai)(tai)陽電(dian)池(chi)(chi)同樣也存在 LeTID 現象。Q-Cell 公司在2017 年(nian)報道了其 PERC 單晶矽太(tai)(tai)陽電(dian)池(chi)(chi)的(de)LeTID 結果,雖然該電(dian)池(chi)(chi)使用常規的(de) B-O 對穩定(ding)工(gong)藝可在 25 ℃時使電(dian)池(chi)(chi)的(de)衰減(jian)趨於穩定(ding),但是在 75 ℃時其光致衰減(jian)仍(reng)會明顯(xian)增(zeng)加。
LID與LeTID兩者區別:
中(zhong)(zhong)國(guo)可再生(sheng)能源學會(hui)光(guang)伏(fu)專(zhuan)業委員(yuan)會(hui)在《2018 年中(zhong)(zhong)國(guo)光(guang)伏(fu)技術發展報告(gao)》(5)對(dui)LID和(he)LeTID的(de)區別進行了總結。具體如(ru)下:
LeTID功率衰減:
2019年9月,Fraunhofer 實驗室MatthiasPander團隊公開發表了《Prediction of potential power/field lossfrom LeTID susceptible modules》,論文對LeTID組件的(de)功率衰(shuai)減進行了詳細的(de)研(yan)究,如下(xia)圖為經過690h測(ce)試後的(de)單晶PERC組件EL照片(pian),組件內部的(de)電(dian)池(chi)亮度均(jun)勻性(xing)變差,部分電(dian)池(chi)已(yi)經呈(cheng)現性(xing)能衰(shuai)減。
在實驗室環(huan)境(jing)下,高(gao)(gao)溫(wen)度(du)(du)和(he)強輻射會大大加(jia)速功率衰減(jian),因(yin)此(ci)衰減(jian)速度(du)(du)與地理(li)位(wei)置(zhi)密(mi)切相關。高(gao)(gao)溫(wen)通常(chang)定義在50℃以上(shang),文中對LeTID敏感組(zu)件的(de)測試地理(li)環(huan)境(jing)分成3等(deng)級(ji),中性moderate (一(yi)年環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)(du)約1 % 的(de)時(shi)段(duan)在 50 °C以上(shang))、溫(wen)暖warm (一(yi)年環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)(du)約5% 的(de)時(shi)段(duan)在50 °C以上(shang))和(he)炎(yan)熱 hot (一(yi)年環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)(du)約15% 的(de)時(shi)段(duan)在 50 °C以上(shang))。
結果如圖所(suo)示,在(zai)炎熱地(di)(di)帶,年發(fa)電損(sun)失約達(da)到(dao)(dao)5%,當達(da)到(dao)(dao)最大衰減(jian)以後,第7年以後組件在(zai)熱輔(fu)助的作用下開始功(gong)率恢(hui)復,但是恢(hui)復的程(cheng)度有限(xian),需要花(hua)費的時(shi)間(jian)也很長,如圖則需要10年以上。在(zai)溫暖地(di)(di)區,第5年功(gong)率衰減(jian)達(da)到(dao)(dao)4%左右。在(zai)中性(xing)氣(qi)候地(di)(di)區,影響較小(xiao)。
另(ling)外(wai)Friederike Kersten在(zai)論(lun)文《System performance loss due to LeTID》公(gong)開報(bao)導戶外(wai)測試結果,安裝場地位於賽普洛斯,氣候(hou)較為溫(wen)暖,使用(yong)多晶PERC電(dian)池組件,運行(xing)三年以後(hou)的最大衰減為7%左右。
由於(wu)LeTID組(zu)(zu)件容易受環境(jing)溫(wen)度(du)影(ying)響(xiang),因此對於(wu)光(guang)伏電站建(jian)設,需要根據當(dang)地(di)(di)的氣候環境(jing)進行選型,對於(wu)炎熱地(di)(di)區,最好使用具有第三方認證的抗LeTID組(zu)(zu)件。
來(lai)源:坎德拉學院(yuan)