Uharibifu wa Joto na Mienendo ya LeTID katika Seli za Jua za n-Type Back-Contact

Utangulizi wa Bidhaa

Seli za jua za interdigitated back-contact (IBC) huhamisha miguso yote miwili ya polarity ya chuma nyuma. Mbele haina kivuli cha gridline, kwa hivyo faida za macho za kuchorwa na mipako ya kupambana na kuakisi huja kikamilifu. Ikioanishwa na upitishaji mzuri na mchakato wa mguso, n-type IBC inaweza kufikia voltage ya mzunguko wazi na msongamano wa sasa wa juu sana.

Bidhaa hiyo ni unyeti wa kimuundo uliojengwa ndani ya muundo. Wabebaji wachache wa picha wanapaswa kusafiri kando kwenye msingi kabla ya emitter iliyopishana ya nyuma kuwakusanya. Utendaji wa kifaa unategemea sana maisha ya wingi na ubora wa upitishaji wa nyuma. Mara tu muunganisho wa uso wa nyuma au uvujaji wa mguso unapoanzishwa kwa joto, msongamano wa sasa wa kueneza giza J0 hupanda bila uwiano, na Voc hupata athari.

Hiyo ndiyo hasa hatua ya kuingia ya kazi hii. Kwenye seli ya n-type IBC, seti tatu za ushahidi zimewekwa katika mazingira sawa ya joto ili zifunge pamoja: vipimo vya J-V vilivyoangaziwa kutoka 25 hadi 85°C, jaribio la mkazo wa LeTID lililoendeshwa chini ya jua moja kwa 45 hadi 85°C kwa hadi dakika 960, na uchambuzi wa I-V giza juu ya kiwango sawa cha joto.

Muundo wa Majaribio

Mchoro wa sehemu ya msalaba ya seli ya n-type IBC: mguso wa nyuma uliopishana wa p+ emitter na n+ BSF, kuchorwa mbele na ARC.

Seli ya majaribio ina eneo la 258.3 cm², unene wa wafe wa 151 ± 6 μm, kipindi cha nyuma kilichopishana cha takriban 480 μm, na upana wa vidole vya emitter na BSF wa takriban 250 μm na 90 μm. Vipimo vilivyoangaziwa viliendeshwa kwa AM1.5G, 100 mW/cm². Katika kila hatua ya joto, baada ya utulivu wa joto, wastani wa skani tano ulichukuliwa. Mkazo wa LeTID ulipimwa moja kwa moja kwenye joto la mkazo, bila kupoa katikati ya jaribio, na kurekodiwa kwa vipindi vya kielelezo vya 1, 2, 4, 8 dakika na kadhalika. Kila kigezo kilirekebishwa kwa thamani yake ya awali, ambayo hutenganisha mienendo ya asili ya uharibifu kutoka kwa athari ya papo hapo ya mgawo wa joto.

Unyeti wa Joto wa Hali ya Kudumu

Mageuko ya joto ya kawaida ya vigezo vinne kuhusiana na thamani zao za 25°C.

Kwenye 25°C seli inaonyesha Jsc karibu 38.6 mA/cm², Voc karibu 0.743 V, FF karibu 79%, na ufanisi karibu 22.7%. Inapokanzwa hadi 85°C, Jsc inapanda tu kwa karibu 3% (+0.0203 mA·cm⁻²·K⁻¹, takriban +0.05%/K). Voc inashuka kwa mstari kwa −1.4 mV/K (takriban −0.2%/°C). Ufanisi unashuka kwa karibu 9%, na FF haibadiliki sana.

Ongezeko dogo la sasa linatokana na kupungua kwa pengo la bendi. Chini ya uhusiano wa Varshni, ukingo wa kunyonya unahamia kuelekea urefu wa mawimbi marefu, kwa hivyo uzalishaji wa picha unapata nyongeza kidogo. Kupungua kwa haraka kwa voltage kunatokana na ukuaji wa kielelezo wa J0(T), unaotawaliwa na mkusanyiko wa wabebaji wa ndani na shughuli ya kuunganisha tena. Voc inalingana na ln(Jsc/J0), kwa hivyo ongezeko la wastani la J0 linatosha kusababisha hasara inayopimika.

Mgawo huu wa joto uko katika safu ya −1.3 hadi −1.6 mV/K inayojulikana kwa vifaa vya kisasa vya fuwele za silicon. Inaashiria seli iliyozuiliwa na kuunganisha tena badala ya ile iliyozuiliwa na upinzani au usafirishaji. Baada ya kusanifisha, mpangilio uko wazi: kwenye 85°C Voc inashuka kwa karibu 15%, ufanisi kwa karibu 9%, FF inabaki ndani ya ±1%, na Jsc kwa kweli inapata karibu 3%.

Mienendo ya LeTID

Mienendo ya uharibifu wa LeTID.

Kipimo cha hali ya utulivu kinajibu tu "joto kiasi gani." Jaribio la mkazo la LeTID linajaza "inabadilikaje kwa wakati." Kwenye 85°C, Voc inashuka haraka katika dakika 10 hadi 30 za kwanza, kisha polepole inakaribia kueneza. Kwenye joto la chini, kupungua ni laini zaidi. Baada ya dakika 960, Voc inashuka hadi karibu 0.69 V, Jsc inabaki ndani ya ±2% wakati wote, FF inabadilika kidogo, na hakuna kuzaliwa upya kunaonekana ndani ya dirisha la majaribio. Kwa kuwa vipimo vilichukuliwa kwenye joto la mkazo baada ya utulivu wa joto, kushuka kwa voltage mapema kunapaswa kuhusishwa na uanzishaji wa haraka wa kasoro badala ya usawa wa joto wa muda mfupi. Jsc thabiti inasema uzalishaji wa picha na uchimbaji wa mzunguko mfupi haukuathiriwa, kwa hivyo hasara kuu sio ya uzalishaji. Waandishi pia wanabainisha kizuizi: hakuna jaribio la kudhibiti la kuoka giza, kwa hivyo mchango wa athari ya joto safi hauwezi kutengwa kabisa.

Uthibitishaji wa Hali ya Giza

Tabia ya umeme ya giza na njia za kuvuja: (a) curves za J-V za giza, (b) upinzani tofauti, (c) upinzani wa shunt na mfululizo uliotolewa, (d) uchambuzi wa Arrhenius wa upitishaji wa shunt ukitoa Ea ≈ 1.10 eV.

I-V ya giza inakaribia tatizo lile lile kutoka nje ya eneo la mwanga. Mkondo wa mbele huongezeka kwa kiasi kikubwa na joto. Mteremko wa chini wa bias unaonyesha upinzani wa shunt unapungua wazi, wakati eneo la juu la mkondo linabadilika kidogo. Kwa hiyo mageuzi ya upinzani yanayotokana na joto yanatawaliwa na uanzishaji wa uvujaji, si uharibifu wa upinzani wa mfululizo. Kipengele cha ideality kinashikilia 1.05 hadi 1.25, kumaanisha kwamba uunganishaji wa diffusion unatawala, na uwezekano wa mchango wa SRH kwenye joto la juu.

Uchambuzi wa Arrhenius wa upitishaji wa shunt unatoa mstari mzuri wa mlingano wa ln(1/Rsh) dhidi ya 1/T (R² = 0.97), na nishati ya uanzishaji ya 1.10 ± 0.08 eV. Hiyo inalinganishwa na pengo la bendi ya silicon (takriban 1.12 eV) na iko ndani ya anuwai ya LeTID iliyoripotiwa ya 0.8 hadi 1.2 eV. Nishati ya uanzishaji ya kiwango cha pengo la bendi mara nyingi inahusishwa na upitishaji unaosaidiwa na kasoro za kina, lakini mchango wa mkusanyiko wa wabeba asili hauwezi kutengwa. Kwa hiyo inasaidia tabia ya uvujaji inayoanzishwa na joto bila kubainisha aina maalum ya kasoro.

Mfumo wa Pamoja na Upanuzi wa Nje

Njia tatu za ushahidi zinakutana katika mfumo mmoja wa phenomenological: J0(t, T) = J0,intr(T) + A·Ndef(t, T). Juu ya mkondo wa kujazia wa asili kuna mchango wa kasoro unaoanzishwa na joto unaobadilika kwa wakati na joto. Hii inabadilishwa kuwa upotezaji wa voltage kupitia Voc = (nkT/q)·ln(Jsc/(J0 + 1)). Uboreshaji wa uunganishaji na uanzishaji wa uvujaji hufanya kazi sambamba ndani ya usemi huo huo. Mgawo wa joto wa hali ya utulivu, mienendo ya LeTID, na mageuzi ya uvujaji wa giza yanaunganishwa kwa hiyo. Mfumo haubainishi utambulisho maalum wa kasoro.

Kupanua kwa uendeshaji wa nje: chini ya mwanga mkali, joto la seli ya moduli mara nyingi hukaa 50 hadi 65°C. Kwa kutumia −1.4 mV/K, 60°C ikilinganishwa na 25°C inamaanisha takriban 49 mV ya upotezaji wa voltage, na LeTID inayoharakishwa na joto inaongeza upotezaji unaotegemea wakati juu ya hiyo. Hitimisho linatumika tu kwa seli iliyopimwa. Kwa TOPCon ya mawasiliano ya nyuma na HJT ya mawasiliano ya nyuma ni rejea ya ubora tu: ukubwa wa uharibifu, nishati ya uanzishaji, na mienendo ya kuzaliwa upya inategemea mpango wa mawasiliano ya kupitisha ya kila moja, ubora wa kiolesura, usambazaji wa hidrojeni, na utulivu wa joto, na inastahili utafiti wa kulinganisha maalum. Kwa vifaa vya mawasiliano ya nyuma vya ufanisi wa juu katika hali ya hewa ya joto, uthabiti wa voltage na mavuno ya nishati ya muda mrefu hatimaye hutegemea utulivu wa upitishaji wa nyuma na usimamizi wa kasoro.

Maoni ya Ooitech

Kinachotushangaza hapa ni kiasi gani cha hasara hiyo ya nje ya 49 mV inayoishi upande wa nyuma, ambapo ubora wa passivation na mawasiliano huamua mafanikio ya muda mrefu ya Voc. Kwenye mstari wa moduli hadithi ni sawa: jinsi unavyokata, kuunganisha, na kulaminisha seli ya IBC huamua kama utulivu huo wa nyuma utaendelea kuwepo shambani. Kwa kuwa tumejenga mistari ya turnkey kwa mipangilio ya IBC na HPBC, tunaona uimara wa LeTID kama tatizo la mchakato-na-nyenzo vile vile la seli. Inafaa kufuatilia kwenye kituo chetu cha YouTube www.youtube.com/ooitech ikiwa unataka kuona jinsi moduli za mawasiliano ya nyuma zinavyojengwa kweli.