የሙቀት መበላሸት እና የLeTID ተለዋዋጭነት

ፈጣን መልስ፦ ኢንተርዲጂቴትድ የኋላ-ግንኙነት ሴሎች ሁለቱንም የፖላሪቲ ግንኙነቶች ወደ ኋላ ያንቀሳቅሳሉ፣ እና የዚያ አርክቴክቸር የሙቀት ባህሪ ከፊት-ግንኙነት ሴል ይለያል። ይህ ትንታኔ በ IBC ሴሎች ውስጥ ከ25 °C እስከ 85 °C ባሉ ሁኔታዎች የሙቀት መበላሸትን እና በብርሃን እና በከፍተኛ ሙቀት የሚመጣ መበላሸትን፣ ወይም LeTIDን፣ ይሸፍናል፣ ከተነጻጸሩት አወቃቀሮች የተዘገበው የክፍት-ዑደት ቮልቴጅ ወደ 0.743 V እና 0.69 V አካባቢ ነው። የዚህ ዓይነት መበላሸት በከፊል መልሶ ማግኘት የሚቻል ነው፣ ይህም በቀላሉ በተሳሳተ መንገድ እንዲነበብ ያደርጋል፡ ጫናው ከተነሳ በኋላ የሚያገግም ሴል አሁንም አፈጻጸሙን በቋሚነት ያጥፎ ይሆናል፣ እና የመጨረሻውን ቁጥር ብቻ የሚመዘግብ ምርመራ ሁለቱን ሊለያይ አይችልም። የመለኪያ ሙቀት እንደ ጫና ሙቀት ያህል አስፈላጊ ነው፣ ምክንያቱም መበላሸቱም ሆነ መልሶ ማግኘቱ በሙቀት የሚነቃቁ ናቸው።

PV Module Manufacturing · by Jerry, Ooitech

የምርት መግቢያ

የተጠላለፈ የኋላ-ግንኙነት (IBC) የፀሐይ ሴሎች ሁለቱንም የፖላሪቲ ብረት ግንኙነቶች ወደ ኋላ ያንቀሳቅሳሉ። ፊቱ ምንም የፍርግርግ መስመር ጥላ አይሸከምም፣ ስለዚህ የሸካራነት እና የፀረ-ነጸብራቅ ሽፋን የኦፕቲካል ጥቅሞች ሙሉ በሙሉ ይገኛሉ። ከጥሩ ማለስለስ እና የግንኙነት ሂደት ጋር ተዳምሮ፣ n-type IBC በጣም ከፍተኛ የክፍት-ወረዳ ቮልቴጅ እና የአሁኑን ጥግግት ሊደርስ ይችላል።

ትሬድ-ኦፍ በንድፍ ውስጥ የተገነባ መዋቅራዊ ስሜታዊነት ነው። የፎቶጄነሬትድ አናሳ ተሸካሚዎች የኋላ የተጠላለፈ ኤሚተር ከመሰብሰባቸው በፊት በመሠረቱ ላይ በጎን በኩል መጓዝ አለባቸው። የመሣሪያ አፈጻጸም በጅምላ የህይወት ዘመን እና በኋላ ማለስለስ ጥራት ላይ በእጅጉ ይደገፋል። የኋላ በይነገጽ መገጣጠም ወይም የግንኙነት ፍሳሽ በሙቀት አንዴ ከተነቃቃ፣ የጨለማ ሙሌት የአሁኑ ጥግግት J0 ከተመጣጣኝ በላይ ይነሳል፣ እና Voc ጉዳቱን ይወስዳል።

ይህ በትክክል የዚህ ሥራ መግቢያ ነው። በ n-type IBC ሴል ላይ፣ ሦስት የማስረጃ ስብስቦች በተመሳሳይ የሙቀት አካባቢ ውስጥ ይቀመጣሉ ስለዚህም አንድ ላይ ይጣመራሉ፡ የብርሃን J-V መለኪያዎች ከ25 እስከ 85°C፣ የ LeTID ጭንቀት ሙከራ በአንድ ፀሐይ ስር በ45 እስከ 85°C ለእስከ 960 ደቂቃዎች፣ እና የጨለማ I-V ትንተና በተመሳሳይ የሙቀት ክልል ላይ።

የሙከራ ንድፍ

የ n-type IBC ሴል መስቀለኛ ክፍል ስዕላዊ መግለጫ፡ የኋላ በይነተገናኝ p+ emitter እና n+ BSF እውቂያዎች፣ የፊት ሸካራነት እና ARC።

የሙከራ ሴሉ ስፋት 258.3 ሴ.ሜ²፣ የዋፈር ውፍረት 151 ± 6 μm፣ የኋላ በይነተገናኝ ጊዜ በግምት 480 μm፣ እና emitter እና BSF ጣት ስፋቶች በግምት 250 μm እና 90 μm ነው። የብርሃን መለኪያዎች በ AM1.5G፣ 100 mW/cm² ተካሂደዋል። በእያንዳንዱ የሙቀት ነጥብ ላይ፣ ከሙቀት መረጋጋት በኋላ፣ አምስት ቅኝቶች ተሰብስበዋል። የ LeTID ጭንቀት በቀጥታ በጭንቀት ሙቀት ላይ ተለክቷል፣ በመካከል ሳይቀዘቅዝ፣ እና በገለፃ ክፍተቶች 1፣ 2፣ 4፣ 8 ደቂቃዎች እና ወዘተ ተመዝግቧል። እያንዳንዱ መለኪያ ወደ መጀመሪያው እሴቱ ተስተካክሏል፣ ይህም ውስጣዊ የመበላሸት ተለዋዋጭነትን ከቅጽበታዊ የሙቀት ቅንጅት ውጤት ይለያል።

የተረጋጋ ሁኔታ የሙቀት ስሜታዊነት

የአራት መለኪያዎች መደበኛ የሙቀት ዝግመተ ለውጥ ከራሳቸው 25°C እሴቶች አንጻር።

በ25°C ሴሉ Jsc በ38.6 mA/cm² አካባቢ፣ Voc በ0.743 V አካባቢ፣ FF በ79% አካባቢ፣ እና ቅልጥፍና በ22.7% አካባቢ ያሳያል። ወደ 85°C ሲሞቅ፣ Jsc የሚጨምረው በ3% ብቻ ነው (+0.0203 mA·cm⁻²·K⁻¹፣ በግምት +0.05%/K)። Voc በ−1.4 mV/K (በግምት −0.2%/°C) በመስመራዊ መልኩ ይቀንሳል። ቅልጥፍና በ9% ገደማ ይቀንሳል፣ እና FF በትንሹ ይለወጣል።

ትንሹ የኤሌክትሪክ ጅረት መጨመር የሚመጣው ከባንድጋፕ መጥበብ ነው። በቫርሽኒ ግንኙነት መሰረት የመምጠጥ ጠርዝ ወደ ረጅም የሞገድ ርዝመቶች ይሸጋገራል፣ ስለዚህ የፎቶ ማመንጨት ትንሽ ጭማሪ ያገኛል። ፈጣን የቮልቴጅ መቀነስ የሚመጣው ከJ0(T) ገላጭ እድገት ነው፣ ይህም በውስጣዊ ተሸካሚ ትኩረት እና በመቀላቀል እንቅስቃሴ የሚተዳደር ነው። Voc ከ ln(Jsc/J0) ጋር ይዛመዳል፣ ስለዚህ መጠነኛ የJ0 መጨመር ሊለካ የሚችል ኪሳራ ለማስከተል በቂ ነው።

ይህ የሙቀት ቅንጅት ለከፍተኛ ጥራት ክሪስታላይን ሲሊከን መሳሪያዎች የተለመደ በሆነው −1.3 እስከ −1.6 mV/K ክልል ውስጥ ይገኛል። እሱ ከመቀላቀል ጋር የተገደበ ሴል መሆኑን ያመለክታል፣ እንጂ ከመቋቋም ወይም ከመጓጓዣ ጋር የተገደበ አይደለም። ከመደበኛነት በኋላ ደረጃው ግልጽ ነው፡ በ85°C Voc በ15% ገደማ፣ ቅልጥፍና በ9% ገደማ ይቀንሳል፣ FF በ±1% ውስጥ ይቆያል፣ እና Jsc በ3% ገደማ ይጨምራል።

LeTID ዳይናሚክስ

የLeTID መበላሸት ተለዋዋጭነት።

የተረጋጋ ሁኔታ መለኪያ ብቻ "ምን ያህል ሞቃት ነው" የሚለውን ይመልሳል። የLeTID ጭንቀት ሙከራ "በጊዜ ሂደት እንዴት እንደሚለወጥ" የሚለውን ይሞላል። በ85°C፣ Voc በመጀመሪያዎቹ 10 እስከ 30 ደቂቃዎች ውስጥ በፍጥነት ይወርዳል፣ ከዚያም ቀስ በቀስ ወደ ኳሲ-ሳቹሬሽን ይቀርባል። በዝቅተኛ የሙቀት መጠኖች ውስጥ መበስበሱ በጣም ቀስ ብሎ ነው። ከ960 ደቂቃዎች በኋላ Voc ወደ 0.69 V ያህል ይወርዳል፣ Jsc በሙሉ ጊዜው በ±2% ውስጥ ይቆያል፣ FF በትንሹ ይለዋወጣል፣ እና በሙከራ መስኮቱ ውስጥ ምንም እንደገና መፈጠር አይታይም። መለኪያዎች የተወሰዱት በጭንቀት ሙቀት ውስጥ ከሙቀት መረጋጋት በኋላ ስለሆነ፣ የመጀመሪያው የቮልቴጅ መውረድ ከጊዜያዊ የሙቀት ሚዛን ይልቅ ለፈጣን የጉድለት-ሁኔታ ማግበር መሆን አለበት። የተረጋጋው Jsc የፎቶጄነሬሽን እና የአጭር-ዑደት ማውጣት አልተጎዱም ማለት ነው፣ ስለዚህ ዋናው ኪሳራ በጄኔሬሽን የተገደበ አይደለም። ደራሲዎቹ አንድ ገደብም ያስተውላሉ፡ የጨለማ-አኒል ቁጥጥር ሙከራ የለም፣ ስለዚህ የንጹህ የሙቀት ውጤት አስተዋጽኦ ሙሉ በሙሉ ሊወገድ አይችልም።

የጨለማ-ሁኔታ ማረጋገጫ

የጨለማ ኤሌክትሪክ ባህሪ እና የመፍሰስ ቻናሎች፡ (a) የጨለማ J-V ኩርባዎች፣ (b) የልዩነት መከላከያ፣ (c) የተወገዱ የሹንት እና ተከታታይ መከላከያዎች፣ (d) የሹንት ኮንዳክታንስ Arrhenius ትንተና Ea ≈ 1.10 eV በመስጠት።

ጨለማ I-V ተመሳሳይ ችግርን ከብርሃን ክልል ውጭ ይቀርባል። የፊት ጅረት በሙቀት መጠን በግልጽ ይጨምራል። ዝቅተኛ-ቮልቴጅ ተዳፋት የ shunt መቋቋም በግልጽ እየቀነሰ መሆኑን ያሳያል፣ ከፍተኛ-ጅረት ክልል ግን ብዙም አይለወጥም። ስለዚህ በሙቀት መጠን የሚመራው የመቋቋም ዝግመተ ለውጥ በ shunt መፍሰስ አክቲቬሽን የበላይነት ተይዟል፣ እንጂ በተከታታይ መቋቋም መበላሸት አይደለም። የ ideality ምክንያት ከ1.05 እስከ 1.25 ይቆያል፣ ይህም ማለት የስርጭት ድጋሚ ውህደት የበላይ ነው፣ ከፍተኛ ሙቀት ላይ ሊኖር የሚችል SRH አስተዋጽኦ ጋር።

የ shunt ኮንዳክታንስ Arrhenius ትንተና የ ln(1/Rsh) በ 1/T ላይ ጥሩ ቀጥተኛ መስመር ይሰጣል (R² = 0.97)፣ ከ1.10 ± 0.08 eV የአክቲቬሽን ኢነርጂ ጋር። ይህ ከሲሊኮን ባንድጋፕ (ወደ 1.12 eV) ጋር የሚነጻጸር እና በተዘገበው የ LeTID ክልል ከ0.8 እስከ 1.2 eV ውስጥ ይወድቃል። የባንድጋፕ-ልኬት አክቲቬሽን ኢነርጂ ብዙውን ጊዜ ከጥልቅ-ደረጃ ጉድለት ከሚረዳ ኮንዳክሽን ጋር ይያያዛል፣ ነገር ግን የውስጥ ተሸካሚ ትኩረት አስተዋጽኦ ሊታለል አይችልም። ስለዚህ የሙቀት-ነቃ የመፍሰስ ባህሪን ይደግፋል፣ የተወሰነ የጉድለት ዓይነት ሳይለይ።

የተዋሃደ ማዕቀፍ እና የመስክ ግምታዊ ስሌት

ሶስት የማስረጃ መስመሮች ወደ አንድ ክስተት-ተኮር ማዕቀፍ ይገናኛሉ፡ J0(t, T) = J0,intr(T) + A·Ndef(t, T)። በውስጣዊው ሙሌት ጅረት ላይ በሙቀት የሚነቃ የጉድለት አስተዋጽኦ አለ፣ እሱም ከጊዜ እና ከሙቀት ጋር ይለዋወጣል። ይህ በመቀጠል በ Voc = (nkT/q)·ln(Jsc/(J0 + 1)) በኩል ወደ ቮልቴጅ ኪሳራ ይቀየራል። የመገጣጠም ማጎልበት እና የመፍሰስ ማንቃት በተመሳሳይ አገላለጽ ውስጥ በትይዩ ይሰራሉ። የቋሚ ሁኔታ የሙቀት መጠን ቅንጅት፣ የLeTID ተለዋዋጭነት እና የጨለማ መፍሰስ ዝግመተ ለውጥ በዚህ መንገድ አንድ ላይ ታስረዋል። ማዕቀፉ የተለየ የጉድለት መለያ አይለይም።

ወደ ውጭ አሠራር ሲተረጎም፡ በከፍተኛ የፀሐይ ጨረር ስር፣ የሞጁል ሴል ሙቀቶች ብዙውን ጊዜ ከ50 እስከ 65°C ይደርሳሉ። −1.4 mV/K በመጠቀም፣ 60°C ከ25°C አንጻር ሲታይ ወደ 49 mV የቮልቴጅ ኪሳራ ማለት ነው፣ እና በሙቀት የተፋጠነ LeTID ከዚያ በላይ በጊዜ ላይ የተመሠረተ ኪሳራ ይጨምራል። መደምደሚያዎቹ ለተለካው ሴል ብቻ ተፈጻሚ ናቸው። ለኋላ-ግንኙነት TOPCon እና ለኋላ-ግንኙነት HJT ጥራት ያለው ማጣቀሻ ብቻ ናቸው፡ የመበላሸት መጠን፣ የማግበሪያ ኃይል፣ እና የመልሶ ማገገሚያ ተለዋዋጭነት በእያንዳንዱ የማለፊያ-ግንኙነት እቅድ፣ የግንኙነት ጥራት፣ የሃይድሮጂን ስርጭት፣ እና የሙቀት መረጋጋት ላይ ይወሰናሉ፣ እና ልዩ የንጽጽር ጥናት ይገባቸዋል። በሞቃታማ የአየር ጠባይ ውስጥ ላሉ ከፍተኛ-ብቃት ያላቸው የኋላ-ግንኙነት መሣሪያዎች፣ የቮልቴጅ ጥንካሬ እና የረጅም ጊዜ የኃይል ምርት በመጨረሻ በኋላ ማለፊያ መረጋጋት እና በጉድለት አስተዳደር ላይ ይመሠረታሉ።

የOoitech እይታ

እዚህ ላይ የሚያስደንቀን ነገር ያ 49 mV የውጭ ኪሳራ በኋለኛው ጎን ላይ ምን ያህል እንደሚኖር ነው፣ እዚያም passivation እና የግንኙነት ጥራት የረጅም ጊዜ Voc ን ይወስናሉ። በሞዱል መስመር ላይ ታሪኩ ተመሳሳይ ነው፡ የ IBC ሴል እንዴት እንደሚቆረጥ፣ እንደሚሰለፍ እና እንደሚላመድ የኋለኛው መረጋጋት ወደ መስክ እንደሚተርፍ ይወስናል። ለ IBC እና HPBC አቀማመጦች turnkey መስመሮችን ከገነባን በኋላ፣ LeTID ጥንካሬን እንደ ሂደት-እና-ቁሳቁስ ችግር እንመለከታለን እንዲሁም እንደ ሴል ችግር። በእኛ YouTube ቻናል ላይ መከታተል ተገቢ ነው www.youtube.com/ooitech የኋላ-ግንኙነት ሞዱሎች በተግባር እንዴት እንደሚገነቡ ለማየት ከፈለጉ።