隆基掺镓单晶白皮书(续)

白皮书 1 / 2 Version: 202004 隆基掺镓单晶白皮书 (续 ) 隆基在 2020 年 4 月份发布了掺镓单晶白皮书： 《 白皮书 |隆基掺镓单晶硅片全面解决 PERC 组件光 衰减问题 》 ,白皮书综述了 PERC 电池光衰 的原理 ， 指出通过采用掺镓 单晶 硅片并结合电池工艺控制， 可以有效解决 LID 与 LeTID 问题，无需再生态 （光 注入或者电注入） 处理， PERC 电池采用掺镓硅片相 比掺硼硅片在效率上也有一定提升。 掺镓 PERC 电池内部不存在硼氧复合体 ，因此不 存在通常的硼氧 光衰现象。 为了验证以上理论， Tine U [1]研究了室温 25°C 光照下掺 铟 ，掺镓和掺硼 三种 无杂质 硅片的少子寿命衰减情况如 图 1 所示， 可看出 在光照 104s 后 掺镓 硅片 少子寿命基本维持恒 定的 300µs 左右 ， 掺硼 和掺 铟 硅片 则持续衰减 且幅 度较大 。 因此在低温光照条件下掺镓硅片是比较稳 定，基本上无衰减。然而 在实际的户外暴晒情况下， 电池片 工作 温度会超过 60°C， 此时在温度作用下掺 镓电池也会发生 一定程度的 光衰 （ LeTID） ， 本续篇 将 补充隆基对掺镓 PERC 电池与经再生处理的掺硼 PERC 电池 在 不同温度下的光衰测试结果，从而 进一 步 支撑白皮书中的论断。 图 1. 低温 (25°C)光照条件下， 掺 铟 ， 掺镓 和 掺 硼 硅片 的 少子寿命 衰 减 情况 测试采用同一批次的 双面 PERC 电池 (电池效率 约 22.7%)， 测试方案如表 1 所示。 表 1. 掺镓 与 掺硼 PERC 电池 的光衰测试 测试项目 测试数量 备注 1sun, 60°C 掺硼电池 60 片 掺镓电池 60 片 采用平均值 绘制曲线图 1sun, 75°C 掺硼电池 7 片 掺镓电池 10 片 ×10suns, 100°C 掺镓电池 5 片 1. 1sun, 60°C 60°C 测试中掺硼电池的衰减始终高于掺镓电池， 经过 50小时测试，掺镓 PERC电池平均衰减为 1.1%， 掺硼 PERC 电池的平均衰减为 1.7%，掺镓电池的优 势明显。由此可看出在高温光照条件下掺镓 PERC 电 池会存在衰减 LeTID， 衰减的极值需要进一步的实验 确认 。 图 2. 1sun、 60°C 条件下， 掺镓 /掺 硼 双面 PERC 电池 的衰减 2. 1sun, 75°C 上一个实验表明 60°C、 50 小时 的测试衰减并未 达到稳态，为了使 LeTID 能够充分体现，隆基的量 产电池采用 75°C 的测试温度。 图 2 展示了 1sun、 75°C 的 264 小时测试结果 ， 掺硼电池在 8 小时衰减 到极大值 2.3%，之后 在 96 小时回升到 稳 定值 1.3%； 掺镓电池则在 96 小时时衰减值基本稳定，为 1.2%， 之后缓慢衰减到 1.3%后 (216 小时 )略有回升。 图 3. 1sun、 75°C 条件下， 掺镓 /掺 硼 双面 PERC 电池的衰减 3. 加 速 测试 (×10suns, 100°C) -2.0% -1.5% -1.0% -0.5% 0.0% 0 10 20 30 40 50 △ Eff (re l) 持续时间 (h) AVG.(Ga-PERC) AVG.(B-PERC） -2.5% -2.0% -1.5% -1.0% -0.5% 0.0% 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 △ Eff (re l) 持续时间 (h) AVG. (B-PERC) AVG. (Ga-PERC) 白皮书 2 / 2 Version: 202005 通过采用数十个太阳的光照并搭配 100°C 以上 的 温度可以加速 LeTID 过程，掺镓 PERC 电池的测 试结果如 图 3 所示。采用该测试方法掺镓电池也出 现了先衰减再回复稳定的过程，在 5 分钟衰减达到 最大值 1.05%， 90 分钟时开始稳定在 0.3%这样一个 相当低的水准 。 图 4 掺镓 双面 PERC 电池 加速光衰测试结果 总结： 本文 给出了隆基掺镓 PERC 电池在不同温度下 的 LID（ LeTID） 测试结果， 相比掺硼电池， 掺镓电 池均展现出 明显更 低的衰减 进一步 支撑了 之前 白皮 书中采用掺镓硅片可以解决 PERC 技术光衰问题的 论断。 参考 ： 1. Tine U, Energy Procedia 124 (2017) 138–145. -1.2% -1.0% -0.8% -0.6% -0.4% -0.2% 0.0% 0 30 60 90 120 150 180 △ Eff (re l) 持续时间 (min) AVG.(Ga-PERC)