Sumber: ecogeneration.com.au
Para ahli secara konsisten menunjukkan tantangan yang dihadapi teknologi PERC segera setelah pemasangan sehubungan dengan potensi efek degradasi. LONGi Solar telah bekerja untuk mengatasi masalah degradasi yang diinduksi cahaya (LID) dalam sel dan modul PERC untuk mencegah masalah degradasi dan menawarkan modul kualitas terbaik.
Dalam beberapa tahun terakhir, fenomena penurunan efisiensi sel/modul surya lainnya telah menarik perhatian semua orang: degradasi yang disebabkan oleh cahaya dan suhu tinggi, atau LeTID.
LeTID diyakini disebabkan oleh interaksi antara pengotor logam dan hidrogen dalam wafer. Dengan wafer yang didoping gallium, lebih mudah untuk mengontrol LeTID dalam sel surya, karena tidak perlu memasukkan hidrogen yang berlebihan dalam pemrosesan sel untuk mengurangi LID seperti yang diperlukan untuk wafer yang didoping boron.
Degradasi yang disebabkan oleh cahaya umumnya dianggap disebabkan oleh kompleks boron-oksigen yang terbentuk di bawah penerangan cahaya, yang mengurangi efisiensi dan daya sel surya dari waktu ke waktu setelah pemasangan. Untuk mengurangi LID, Anda dapat mengurangi konsentrasi oksigen dalam wafer atau mengganti boron (B) dengan dopan lain, seperti galium (Ga). Penelitian yang dilakukan bersama oleh Institute for Solar Energy Research Hamelin (ISFH) dan LONGi telah menunjukkan bahwa doping Ga dan wafer oksigen rendah efektif, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.
Dengan optimalisasi proses pada tahap penarikan ingot dan pembuatan sel, sel surya yang dibuat dengan wafer yang didoping Ga menunjukkan peningkatan efisiensi antara 0,06-0,12% (abs) dibandingkan dengan wafer yang didoping B.
Melalui penelitian dan pengujian menyeluruh, para ahli teknologi LONGi menyimpulkan bahwa masalah LID dan LeTID dapat diselesaikan secara efektif dengan menggunakan wafer silikon monokristalin yang didoping gallium yang dikombinasikan dengan kontrol proses sel, tanpa perlu perawatan regenerasi (injeksi ringan atau injeksi listrik).
Dibandingkan dengan wafer silikon yang didoping boron, wafer silikon yang didoping galium dapat meningkatkan efisiensi sel PERC. Tidak ada kompleks boron-oksigen dalam sel PERC yang didoping gallium, jadi tidak ada fenomena LID boron-oksigen yang biasa. Dalam kertas putih baru-baru inigaliumsilikon monokristalin -doped sepenuhnya memecahkan masalah LID modul PERCC, LONGi telah merangkum temuannya tentang masalah ini, didukung oleh penelitian terkait. Penelitian dengan kuat menunjukkan bahwa penerapan wafer silikon yang didoping galium dapat secara efektif mengurangi LID awal dari sel yang menggunakan wafer silikon tipe-p yang didoping boron telah lama menderita.
Tim LONGi melakukan tes LID sel PERC yang didoping gallium dan boron. Tes menggunakan sel PERC bifacial LONGi yang diproduksi secara massal (yang memiliki efisiensi sel sekitar 22,7%). Berikut ini adalah bagian dari skema pengujian termasuk item tes, jenis dan jumlah sel.
Hasil tes
1 matahari, 75 ° C:Untuk sepenuhnya mencerminkan LeTID, LONGi mengadopsi suhu uji 75 °C. Gambar 2 menunjukkan hasil pengujian 264 jam pada 1 matahari, 75 °C. Sel yang didoping boron terdegradasi hingga maksimum 2,3% pada 8 jam dan kemudian pulih ke nilai stabil 1,3% pada 96 jam. Nilai degradasi sel yang didoping galium pada dasarnya stabil pada 96 jam pada 1,2%, dan kemudian secara perlahan terdegradasi menjadi 1,3% (216 jam) dan kemudian pulih sedikit.
×10matahari,>100 °C:Proses LeTID dapat dipercepat dengan mengadopsi ×10suns,>100 °C. Hasil pengujian sel PERC yang didoping gallium dengan metode ini ditunjukkan pada Gambar 3. Dengan menggunakan metode pengujian ini, sel yang didoping gallium juga mengalami proses degradasi pertama dan kemudian kembali stabil. Degradasi mencapai nilai maksimum 1,05% pada 5 menit dan mulai stabil pada level yang cukup rendah yaitu 0,3% pada 90 menit.
Hasil yang didukung oleh penelitian independen
Tine U. Naerland dari Arizona State University (bersama dengan peneliti lain) mempelajari degradasi seumur hidup pembawa minoritas dari wafer silikon yang didoping indium, didoping galium, dan didoping boron tanpa pengotor pada suhu kamar 25°C, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Dapat dilihat bahwa masa pakai pembawa minoritas dari wafer silikon yang didoping galium pada dasarnya mempertahankan nilai konstan sekitar 300μs setelah 104s paparan cahaya, sedangkan wafer silikon yang didoping boron dan didoping indium terdegradasi secara terus menerus dan besar. Oleh karena itu, di bawah kondisi cahaya suhu rendah, wafer silikon yang didoping gallium relatif stabil dan pada dasarnya tidak mengalami degradasi. Namun, dalam kasus paparan luar ruangan yang sebenarnya, suhu kerja sel akan melebihi 60°C, dan sel yang didoping galium juga akan memiliki tingkat LeTID tertentu di bawah pengaruh suhu. Penelitiannya dengan jelas melengkapi hasil tes LONGi dari LID sel PERC yang didoping gallium dan sel PERC yang didoping boron pada suhu yang berbeda.
Penelitian terkait lainnya telah dilakukan oleh Nicholas Grant dan John Murphy dari University of Warwick yang baru-baru ini mempelajari kelayakan doping indium dan menemukan bahwa tingkat akseptor yang relatif dalam membatasi potensinya. “Silikon yang didoping galium telah menunjukkan masa pakai yang sangat stabil dan tinggi saat dikenakan pencahayaan yang diperpanjang. Juga belum ada cacat aktif rekombinasi yang merugikan, ”kata Grant dalam interaksi baru-baru ini dengan jurnal industri surya terkemuka.
Penerapan wafer silikon yang didoping galium dapat secara efektif mengurangi LID awal dari sel yang menggunakan wafer silikon tipe-p yang didoping boron telah lama menderita. Oleh karena itu, silikon yang didoping galium tidak memerlukan langkah stabilisasi tambahan yang digunakan untuk mengurangi degradasi, tidak seperti status quo yang didoping boron. Efisiensi rata-rata sel yang didoping gallium adalah 0,09% lebih tinggi daripada sel yang didoping boron.
“Tim saya melakukan pengujian stabilisasi dan tidak ada degradasi signifikan dari sel surya PERC yang menggunakan substrat silikon yang didoping gallium,” katanya. “Sebaliknya, kami mengamati degradasi yang signifikan untuk sel surya PERC yang setara dengan substrat silikon yang didoping boron di bawah kondisi eksperimental yang sama.”
