硅片质量对太阳能电池功能的影响，主要涉及少子寿数、早期光致衰减、位错对电池功能的影响，浅谈组件功率下降的原因与处理办法等。

    一、相关概念

    1、少子

    少子，即少量载流子，它相关于多子而言。半导体资料中有电子和空穴两种载流子。如果在半导体资料中某种载流子占少量，导电中起到非必须作用，则称它为少子。如，在N型半导体中,空穴是少量载流子，电子是多数载流子;在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少量载流子。

    2、光致衰减

    关于硼掺杂的Cz法生长的单晶硅太阳能电池，当它暴露于光照下时，电池功能会衰减，并最终到达一个安稳的效率，这种现象叫作光致衰减。

    3、热斑

    太阳电池热斑是指太阳电池组件在阳光照射下，因为部分组件受到遮挡无法作业，使得被遮盖的部分升温远远大于未被遮盖部分，致使温度过高呈现烧坏的暗斑。热斑或许导致整个电池组件损坏，构成丢失。因而，需求研讨构成热斑的内涵原因，从而减小热斑构成的或许性。太阳电池热斑的构成主要由两个内涵要素构成，别离与内阻和太阳电池自身暗电流大小有关。

    4、反向电流(reversecurrent)

    反向电流本来是针对二极管提出的一个概念，当二极管反向偏置的时分本来应该是不导通的，没有电流;可是实践在二极管两头加反向电压的时分，会有微弱的电流流过二极管，这个电流便是反向电流。

    从反向电流和漏电流都能够判别Si片中杂质含量凹凸。

    5、暗电流(darkcurrent)与暗电流曲线

    指无光照条件下，P-N结在不同电压下的电流。暗电流曲线是指太阳能电池在没有光照下的电压-电流(IV)曲线，测验办法与光电流相同，只是必须完全隔绝光线。

    丈量暗电流的含义在于表征电池的整流效应。好的电池应该有比较高的整流比，也便是正向暗电流比反向暗电流高越多越好。电流的整流效应与电池开路电压有关。

    二、少子寿数对电池功能的影响

    少子寿数是指半导体资料在外界注入(光或电)中止后，少量载流子从最大值衰减到无注入时的初值之间的平均时间。少子寿数值越大，相应的资料质量越好。

    电池片从线上下来测验的时分，如果是烧结后的测验，在电场的作用下少子会定向移动，一般少子是由半导体本征激起而发生，暗电流过大会导致开路电压变小，直接导致转化率下降，然而暗电流过小的话，阐明少子的量少，少子少阐明少子寿数短，在少子被激起出来后很快的被复合掉。

    少子寿数由少子的有用质量和散射有关，有用质量是与能带结构决定，一般片子都是固定的，有用质量也是固定的，所以少子寿数主要与散射有关，散射分离子散射，缺点散射，和晶格散射等，如果片子内部缺点多，离子多，晶格轰动越厉害，散射率越明显，散射率越大，少子寿数大大越低，此外散射还与温度有关，温度越高，内部的微观运动越剧烈，导致散射率变大，少子寿数下降，少子

    寿数下降直接导致片子的短路电流减小，导致转化率下降，因而经过判别暗电流的大小，咱们能够知道片子的根本状况，是好是坏，坏在哪里也就一览无余了。

    三、早期光致衰减对电池功能的影响

    1、光伏组件输出功率的衰减的两个阶段

    第一个阶段，咱们能够把它称作初始的光致衰减，即光伏组件的输出功率在刚开始运用的开始几天内发生较大起伏的下降，但随后趋于安稳。导致这一现象发生的主要原因是光照或电流注入导致硅片中的硼和氧构成硼氧复合体，降低了少子寿数。

    第二个阶段，咱们能够把它称作组件的老化衰减，即在长期运用中呈现的极缓慢的功率下降，发生的主要原因与电池缓慢衰减有关，也与封装资料的功能退化有关。

    其间第一阶段的早期光致衰减是由硅片质量问题导致的。

    2、早期光致衰减的损害

    (1)损害

    早期光致衰减一方面会引起组件功率在运用的开始几天内发生较大起伏的下降，使标称功率和实践功率不符;另一方面，如果同一组件内各个电池片光致衰减不一致，会构本钱来分选时电功能一致的电池片，经过光照后，电功能存在很大误差，引起组件曲线反常和热斑现象，导致组件早期失效。热斑电池的温度与周电池的温度相差较大，过热区域可引起EVA加快老化变黄，使该区域透光率下降，从而使热斑进一步恶化，导致组件的早期失效。

    (2)怎么怎么消除或减小热斑

    为了防止太阳电池因为热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所发生的能量被受遮蔽的组件所消耗，该二极管的作用是当电池片呈现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所发生的电流从二极管流出，使太阳能发电体系继续发电，不会因为某一片电池片呈现问题而发生发电电路不通的状况。

    能处理热斑的二极管许多,但目前的要害是挑选结温最低的，发生热斑时，很大的电流将经过二极管，较短时间内，二极管的温度将上升很快，直至超过接线盒内部构件的消融温度，接线盒将被烧毁。

    在IEC61215第二版中，有二极管发热测验，其办法如下：把组件放在75度烘箱中至热安稳，在二极管中通组件的实践短路电流，热安稳后(例如1h)，丈量二极管的外表温度，依据以下公式计算实践结温Tj=Tcase+R*U*I其间R为热阻系数，由二极管厂家给出，Tcase是二极管外表温度(用热电偶测出)，U是二极管两头压降(实测值)，I为组件短路电流。计算出的Tj不能超过二极管标准书上的结温规模。

    所以，关于这个测验，挑选二极管要看以下几个量：电流(大的好)、最大结温(大的好)、热阻(小的好)、压降(小的好)、反向击穿电压(一般40V就远远够了)。

    3、处理办法

    1)改进硅单晶质量

    A.利用磁控直拉硅单晶工艺

    此工艺不仅能操控单晶中的氧浓度，也使硅单晶纵向、径向电阻率均匀性得到改进，但需装备磁场设备并供给激磁电源，增加本钱和工艺难度;

    B.运用掺磷的N型硅片

    从目前产业化的丝网印刷P型电池工艺来看，N型电池在转化效率和制构本钱上还没有优势，一些要害工艺有待处理

    C.用稼替代硼作为P型掺杂剂

    因为稼在硅中的分凝系数为0.008，远小于硼的0.8，这使得掺稼单晶硅棒的电阻率散布相对掺硼单晶较宽，但关于市场上单晶硅电池要求电阻率为0.5-6欧姆的标准规模，这并不是个问题，现有电池工艺完全能够承受。

    选用稼替代硼作为P型掺杂剂的优势主要有：

    ①对现有拉晶设备和工艺无任何影响，仅需将硼掺杂剂改为稼掺杂剂;

    ②对现有电池制作工艺无任何影响;

    ③每50千克硅料仅需掺稼1~2克，本钱约为10元

    2)电池片光照预衰减

    四、位错对电池功能的影响

    硅片中存在着极高的位错密度，成为少量载流子的强复合中心，最终导致电池和组件功能的严重下降。

    五、太阳能电池生产工艺中每个工序的工艺难点

    1、制绒的工艺难点是绒面金字塔要小而均匀，没有手指印，花篮印，色差，发白等现象;

    2、扩散是核心工序，难点是方块电阻不均匀，以及PN结的深浅操控(结合硅片状况);

    3、去边要求刻去边上的PN结，对与刻边的操控，刻后漏电流要小;

    4、去PSG便是去除外表的磷硅玻璃，腐蚀过后外表清洁，沥水作用好;

    5、减反射膜主要是操控膜的厚度(最佳厚度为1/4光波长)，以及没有色差;

    6、印刷能够说是比较重要的环节，反面铝浆的厚度，栅线的宽度和高度，要求浆料的粘稠度要和网板匹配起来，和硅片的具体状况匹配才干到达比较好的作用。

    7、烧结要重要的是温度以及履带的速度操控，这要依据硅片以及浆料的具体状况调整到比较好的规模

    (本文转载自光伏技术同享沟通)

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