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你了解单晶多晶组件CTM差异性吗?

发布时间:2019-09-14 16:44:57 43次浏览


本文首要研究了导致组件CTM丢失的可能要素,重点剖析了形成单晶组件和多晶组件CTM差异的原因。光学丢失和B-O复合之间的差异决定了多晶组件的CTM丢失要少于单晶组件,关于硼氧复合丢失能够想办法改善,但关于光学丢失的差异,针对单晶没有更好的解决方法。

跟着光伏工业的快速开展,使晶体硅太阳电池及其组件成为研究的热门,以完成太阳电池组件效益的更大化。电池封装为组件不只能够使电池的电压、电流和输出功率得到确保,而且还能够保护电池不受环境损害和机械损伤。晶体硅太阳电池经过封装为组件后,组件的功率(实际功率)与一切电池片的功率之和(理论功率)的差值,称为组件封装功率丢失,其计算公式为:组件功率丢失=(理论功率-实际功率)/理论功率。

一般我们使用组件输出功率与电池片功率总和的百分比(Cell To Module简称CTM值)表示组件功率丢失的程度,CTM值越高表示组件封装功率丢失的程度越小。假如CTM值较低,组件的输出功率有可能达不到预期的要求,遭到客户的投诉,最终形成经济效益的丢失。

与此相反,假如能够进步CTM值,组件的输出功率的添加会进步公司组件产品的收益,已达到降低出产成本的目的。在组件产品的出产过程中发现单晶组件和多晶组件的CTM不同比较大。在组件出产工序完全一致的情况下,单晶组件CTM丢失要高于多晶组件,本文首要针对单晶和多晶组件CTM的差异性进行研究,解释单多晶组件CTM不同的内涵原因。

1、组件CTM影响要素影响CTM的要素许多,包含:A.光学损耗:制绒绒面不同引起的光学反射、玻璃和EVA等引起的反射丢失。

B.电阻损耗,电池片本身的串联电阻损耗、焊带,汇流条本身的电阻引起的损耗,焊带不良导致的触摸电阻、接线盒的电阻。

C.不同电流的电池片串联时引起的电流失配丢失,由于组成组件的各电池片更大作业点电流不匹配形成的失配丢失(分档,低效片混入)。

D.热损耗,组件温度升高会引起的输出功率下降。

E.B-O复合引起的电池片功率衰减,与本征衰退丢失。

F.组件出产过程中发生隐裂或碎片。

影响单晶和多晶组件CTM差异的要素首要包含2个方面,光学损耗和硼氧复合损耗。光学损耗发生的差异首要为单多晶电池产品的制绒工艺是不同的,反射率的差异性比较大;B-O复合损耗的差异为单多晶原料片生长工艺不同,单晶原料过程中引进的硼氧对要多于多晶原料。本文设计试验首要针对以上两点进行试验设计,剖析形成单多晶组件CTM差异性的原因。

2、试验设计2.1、试验样品样品收集自晶澳电池产线,所用硅片厚度为200μm,电阻率为1-3Ω.cm的单晶和多晶电池片各20片,而且20片单晶电池片为同一个功率档位,20片多晶电池片为同一个功率档位。

2.2、试验步骤单多晶电池片别离选取10片进行LID测验;单多晶电池片别离选取5片进行量子功率(QE)测验;单多晶电池片别离选5片选用相同的焊接和封装工艺制成小型组件,并进行QE测验。

2.3、试验测验10片电池片先丈量功率等各项参数,然后在稳态太阳模拟器或自然阳光条件下,连续照射5小时(操控光强1000w/m2),完成之后重新检测功率等参数,分析试验前后电池片功率丢失情况,即为LID测验。

QE量子功率是指电池片的量子功率为太阳能电池的电荷载流子数目与照射在太阳能电池表面必定能量的光子数目的比率。某一波长的光照射在电池表面时,每一光子平均所能产生的载流子数目,为太阳能电池的量子功率,也成为光谱呼应,简称QE。

3、试验结果与分析3.1、光学丢失从图1中能够看出单晶电池的光谱呼应QE要远远好于多晶电池片的光伏呼应。一方面是因为单晶电池片的功率要高于多晶电池片,其次单晶多晶的制绒不同,多晶因为晶界分布不规则,选用酸性制绒,为各向同性腐蚀,制绒后反射率在25%左右,单晶晶界摆放规则,选用碱性制绒,为各向异性腐蚀,制绒后反射率为10%左右。这些决议了单晶和多晶电池片光谱效应QE的差异。

电池片封装成组件后的QE曲线能够发现在420nm处开始吸收太阳光,在350nm以内的紫外区域入射光悉数被封装材料玻璃、EVA等吸收,从而导致能够产生光生电流的光子数目削减。单晶组件丢失的光电流比多晶组件多,与多晶电池比较,单晶电池在紫外线区域较为超卓的光谱呼应被浪费掉了。这样不难发现在相同的封装条件下多晶电池在短波段的封装丢失要少于单晶电池。

组件在380nm-450nm,900nm-1200nm波段之间的量子功率要高于单晶和多晶电池,是因为电池在做成组件的时分不止存在光学丢失,同时也存在光学增益,在光照射在电池、焊带或许背板上时,因为组件玻璃对光线的反射,会有光线再次照射在电池上,添加组件的对光线的吸收利用。

多晶量子功率自身偏低,所以通过封装以后,多晶组件的光学增益要多于单晶组件,这样多晶组件在380nm-450nm及900nm-1200nm波段的封装丢失也会少于单晶组件。

以上光学要素决议了单晶组件CTM丢失要多于多晶组件。可是没有更好的解决单晶组件光学丢失的方法。

3.2、B-O复合丢失由表1的实验成果,不难发现单晶电池LID较多晶电池严重,这首要是因为单晶质料和多晶质料的成长环境不同所导致。常规单晶成长使用石英坩埚,石英坩埚在高温时与硅溶液反应,生成SiO2,这样使硅棒中氧的含量有一定幅度进步,然后增加了硼-氧对的数量,硼氧对在通过光照处理时会构成少子寿数低的BO5,影响电池片的输出功率,终究增加了单晶硅电池的LID光衰值。

多晶选用铸锭的办法成长,首要工艺过程为加热,融化,长晶,退火,冷却过程。多晶铸锭时坩埚底部热量通过冷却装置把热量带走。坩埚缓慢下降,然后是硅锭离开加热区,多晶铸锭用的坩埚为石英陶瓷坩埚,在铸锭过程中引入的氧碳杂质较少,这样在光照条件下发生的硼氧复合就会削减,因而多晶硅电池的LID光衰值相对偏低。这样导致了多晶CTM丢失要低于单晶。要改进单晶CTM能够想办法削减单晶产品的LID光衰状况。

削减单晶质料的衰减能够考虑一下办法,A.模仿多晶铸锭工艺生产单晶。B.选用磁控拉晶工艺或着区熔单晶工艺,削减氧含量的引入,进步单晶硅棒的质量。C.由掺硼改为掺镓,避免硼氧复合的出现。

4、结论本文简略描述了导致组件CTM丢失的可能要素,要点剖析了造成单晶组件和多晶组件CTM差异的原因。光学丢失和B-O复合之间的差异决定了多晶组件的CTM丢失要少于单晶组件,对于硼氧复合丢失能够想办法改进,但对于光学丢失的差异,针对单晶没有更好的解决办法。



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