多晶PERC电池的LeTID与B-O无关
Ga doped mc Si PERC and Al-BSF cell T=75℃
Klaus Ramspeck, et. al., Proceeding of 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2012)861-865
如果SP浆料允许，将降低烧结温度100℃~150℃ 可以综合使用两种稳定光衰的过程：
方法一：热处理 在SP之后增加热处理 降低对CID的敏感性 开过程 方法二：加速退化及恢复 高强度光照和辅助温度以加速光 衰以及随后的恢复 同时钝化BO缺陷和其他缺陷
可能导致FF问题
得到最佳结果时间较长
减
两家德国企业制备了无LeTID现象的多晶PERC电池
多晶硅电池LeTID的特性
多晶硅PERC电池的光衰减行为与光照时衬底温度有关（LeTID）
多晶PERC的LeTID衰减量较多晶Al-BSF电池来的大（6%~10%） 多晶PERC的LeTID衰减需要nX102kWh的辐照计量才能出现明显变化
多晶PERC电池的LeTID的解决方案
最新研究结果之一：
吸杂对于PERC电池光衰LeTID的影响
P吸杂，Al吸杂，P/Al共吸杂
样品A SiNx:H 样品B P吸杂+SiNx:H
样品C Al吸杂+SiNx:H
样品C P+Al吸杂+SiNx:H
POCl3扩散
POCl3扩散
前面PECVD镀SiNx:H
硅锭不同位置的LeTID后Voc的实验结果
F. Kersten,et.al, Proceeding of 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2015)1822
2016年新的多晶PERC电池光衰结果
烧结温度高导致LeTID严重 500kWhr辐照量可以恢复
单晶PERC电池的LID特点
与BO对有关
掺Ga可大部分消除LeTID 与氧含量有关
LID较BSF电池大 光衰与衬底温度无关 长时间光照可恢复
可使用光照+退火方法消除
Centrotherm公司的光照退
火的恢复设备
No regeneration PERC cell, LID 6%。 With regeneration PERC cell, LID reduction of up to 80%
各种吸杂对光衰的影响
磷吸杂
磷铝吸杂
铝吸杂
未吸杂
75 ℃@ 0.9Sun条件下 Voc的光衰
Annika Zuschlag,et.al. Proceeding of 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference(2016)498
吸杂抑制光衰小结
Dennis Bredemeier, et.al, Proceeding of 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference(2016)504
温度与LeTID恢复的关系
高温恢复寿命再衰减的 时间也较快 300℃处理样品在30h 开始衰减 185℃在400h才开始衰
多晶PERC电池需要价 格低电极烧结温度
Dennis Bredemeier, et.al, Proceeding of 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference(2016)504
温度与LeTID恢复的关系
增加辐照退火温度可以 大大加快恢复速度 8hr@185℃ 1sun 稳定寿命315μs 10min@300℃ 1sun 稳定寿命230μs
LeTID现象的不稳定性
75℃/1sun/24hr
75℃/1sun/24hr
25℃/1sun/24hr
F. Kersten,et.al, Proceeding of 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2015)1822
硅锭不同位置的LeTID光衰
几种不同的热处理对光衰的影响
C.Chen, et.al., of 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference(2016)2DO.2.4
结论
P型单晶硅PERC电池的的衰减要高于BSF电池
P型单晶硅PERC电池的的衰减仍然与B-O对、Fe-B对相关
硅锭中部光衰最严重 底部次之 顶部最轻 并不与间隙氧含量一 致 Isc模式最严重 FF模式次之 Voc模式最轻
F. Kersten,et.al, Proceeding of 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2015)1822
单多晶硅PERC太阳电池的衰减
——国际最新研究进展回顾
王文静 中科院电工所 中国科学院大学
目录
1. PERC电池及其光衰现象
2. 单晶PERC电池的LID光衰 3. 多晶PERC电池的LeTID光衰 4. 多晶PERC电池的LeTID光衰的治理方案
P型硅衬底太阳电池的衰减问题
PERC电池的光衰特性
PERC电池的两种类型的光衰
1. 与O-B对或Fe-O对相关的光衰
单晶PERC 多晶PERC 容易恢复
2.
与B-O或Fe-O对无关的光衰，
未知机理的光衰
多晶PERC
较难恢复
单BSF电池
75℃@0.4kW/m2
1. S.W.Glun, et. al., Proc. Of Proc. Of 31th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, (2015)259263 2. Klaus Ramspeck, et. al. Proceeding of 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2012)861-865
LeTID与载流子注入浓度有关
在低注入的Jsc模式LeTID严重 在高注入的Voc模式LeTID较轻 在MPPT模式LeTID介于两者之间
F. Kersten,et.al, Proceeding of 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2015)1822
光衰与工艺过程密切相关 光衰主要是提效应（而非表面效应） 吸杂可以抑制光衰 P吸杂较Al吸杂更有效
吸杂后的高温过程使得杂质发生再分布，从而使光衰恢复
较高少子寿命的区域，也较先恢复
最新研究结果之二：
退火及激光快速退火抑制LeTID
小结
多晶PERC电池的光衰与电池的热过程密切相关
多晶PERC的LeTID衰减不只与BO对有关（掺Ga不起作用）
多晶PERC的LeTID衰减与体内的复合有关，与表面钝化特性关系不大 多晶PERC的LeTID衰减在长时间加温光照后会恢复
多晶PERC的LeTID衰减的特性与少数载流子注入浓度有关（Isc, FF, Voc）
多晶PERC的LeTID衰减特性与电池的热历史有关 目前世界上Q-Cell和Solar World具有未公开的多晶硅电池LeTID的解决方 案
LeTID主要与体材料有关（与表面钝化特性无关）
光衰67%
光衰71%
Klaus Ramspeck, et. al., Proceeding of 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2012)861-865
LeTID经常长期辐照可以恢复
结合钝化
激光退火加快光衰的恢复
1. 标准处理条件：70℃@0.46kW/m2，宽带卤素灯——几百个小时 2. 加速处理条件：140℃@44.8kW/m2，938nm激光——小于30s
C.Chen, et.al., of 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference(2016)2DO.2.4
多晶PERC 多晶Al-BSF 均有LeTID
CZ PERC CZ Al-BSF 均为B-O型
光强400W/m2，样品温度75℃
Klaus Ramspeck, et. al., Proceeding of 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2012)861-865
国产PERC电池的光照恢复设备
Ceramics rollers save the energy
LID恢复的电流+退火设备
With regeneration: LID 2%
Without regeneration: LID 4%。
Kyumin Lee, et.al., Proceeding of 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference, (2015)1827-1829
Thanks
光照衰退与烧结温度相关
C.Chen, et.al., of 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference(2016)2DO.2.4
不同激光热处理时间的光衰的影响
C.Chen, et.al., of 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference(2016)2DO.2.4