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解决太阳能电池初始光致衰减问题的方案

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】: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输出功率初始衰减问题,就要从解决硅片问题入手。尽管先期光照衰减是一种亡羊补牢的方法,但在硅片质量没有得到有效改善之前,使用此方法是解决光伏组件初始光致衰减问题的有效措施。

解决太阳能电池初始光致衰减问题的方案

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输出功率初始衰减问题,就要从解决硅片问题入手。下面就几个方案进行讨论。

1.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,必须认真对待单晶棒的质量,首先是要把好用料质量关。

(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型材料,例如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-氧含量非常高,将导致太阳电池性能出现较大幅度的初始光致衰减。

(3)提高拉棒工艺水平,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。

2.利用磁控直拉单晶工艺(MCZ)改进单晶棒产品质量 此工艺不仅能控制单晶硅中的氧含量,也能使硅单晶纵向、径向电阻率均匀性得到改善。这种工艺国内部分拉棒公司已试用。

3.利用区熔单晶硅工艺(FZ)改进单晶棒产品质量 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和其他半导体器件的硅片制造。已有公司对FZ工艺进行相关改造,降低了成本。

4.改变掺杂剂用镓代替硼 用掺镓的硅片制作的电池,没有发现太阳电池的初始光致衰减现象。

5.使用掺磷的n型硅片代替掺硼的p型硅片 n型电池可解决光致衰减问题,但在转换效率和制造成本上还没有优势,一些关键工艺还有待解决。

6.提高硅片的加工水平,改进硅片性能的一致性 硅片制造公司不可能在来料抽检当中发现硅片的全部质量问题,但可以通过对每批电池效率的统计分析,考察每批硅片质量的一致性程度。硅片制造公司应使用硅片分选机,将不同的硅片分类,从而向客户提供性能质量一致的产品。

7.硅片先期光照衰减

(1)由于光伏组件的初始光致衰减是由电池的初始光致衰减导致的。对电池片进行先期光照,使电池的初始光致衰减发生在组件制造之前,这样光伏组件的初始光致衰减就非常小了,完全可以控制在测量误差之内。同时也大幅度地减少了光伏组件出现热斑的几率,提高了光伏组件的输出稳定性。

(2)尽管先期光照衰减是一种亡羊补牢的方法,但在硅片质量没有得到有效改善之前,使用此方法是解决光伏组件初始光致衰减问题的有效措施。

8.太阳能电池片组件衰减测试仪 采用新型模拟太阳光灯光源对太阳能组件做定时测试。测试软件系统自动采集太阳能组件在一个测试时间段内,不同时间段输出的测试数据,来形成数据链并形成测试图形,从而自动计算判断测试结果,出具测试报告。根据测试结果来判断太阳能电池片的功率衰减率,从而判断太阳能电池片质量好坏。

(1)工作原理。通过模拟太阳光连续对太阳能组件照射,周期测量。用电子负载控制太阳电池中电流变化,自动测试太阳电池的伏安特性曲线,测试ISCVOCPmaxVmaxImax等参数。测试数据送入计算机进行处理,并可以显示、保存和打印出来。

(2)技术参数

1)测量范围:电压0~120V,电流0~30A,功率0~300W。(www.xing528.com)

2)测试精度:电压0.1%,电流0.1%。

3)测试结果重复性:﹤±0.5%。

4)数据采集总时间:可以根据具体需要设定数据采集时间,最短时间大于1min。

5)数据采集间隔时间:最短间隔时间大于1min,可根据需要设定。

6)电源:220(1±10%)V

(3)操作流程

1)打开总电源开关。

2)打开风冷循环开关。

3)打开氙灯1触发开关,至灯亮;打开氙灯2触发开关,至灯亮。

4)打开计算机控制软件系统和测试主机。

5)校准光强,取标准的组件放入测试箱内并连接测试线,关好测试箱,锁好门。

6)按照说明书设置参数,设置好后开始测试。

7)根据标准组件上标明的短路电流来校准光强,通过调节光强使测试短路电流和标明短路电流一致即可,从而使测试箱光强和标准测试光强接近一致。连续测试至少五次,保证光强稳定。

8)取出标准组件放入备测组件并连接测试线,关好测试箱,锁好门。

9)测试完毕后,计算机将自动发出提示,测试系统自动保存测试报告,测试结束。

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