Aurinkopaneelit ovat mekaniikasta ja valmistuksestaan huolimatta alttiita hajoamiselle omien valmistusmateriaaliensa vuoksi. Kyllä, kiekkojen seostukseen käytetty materiaali on tärkein syy aurinkopaneeleissa tapahtuvan valon aiheuttaman hajoamisen takana. Jotkut valmistusprosessin aikana tehdyt testit voivat kuitenkin vähentää sitä. Siksi on tärkeää testata paneeleja LID:lle. On myös olemassa tunnistamaton hajoaminen, jonka olet ehkä kuullut LeTID-hajoamisesta.
Mikä on valon aiheuttama hajoaminen? Mikä on LID?
A aurinkomoduulien suorituskyvyn menetys enimmäkseen auringonnousun alkuaikoina tunnetaan valon aiheuttamana hajoamisena (LID). Tämä vaikuttaa myös aurinkomoduulien todelliseen ja yleiseen suorituskykyyn. Tämä vika vaikuttaa useimpiin piiaurinkokennoihin, mikä aiheuttaa voimakasta menetystä sähköntuotannossa. Aurinkomoduulit osoittavat merkkejä valon aiheuttamasta heikentymisestä muutaman päivän kuluessa niiden asennuksesta. Tappioprosentti voi olla 0.5–1.5 prosenttia.
Kaikkiin moduuleihin ei kuitenkaan vaikuteta samalla tavalla. Asia, joka erottaa sen eniten, on aurinkokennojen kiderakenne. Nimittäin yksikiteisiä tai monikiteisiä sähköominaisuuksineen riippumatta siitä, ovatko ne P- tai N-tyyppisiä.
1. Aurinkokennorakenne
Erilainen kiderakenne tarkoittaa erilaisia aurinkokennojen tuotantoprosesseja.
a) Monokiteiset: Nämä kennot muodostetaan Czochralski-prosessilla , jossa syntyy yhtenäinen kiderakenne, joka leikataan aurinkokennojen muodostamiseksi. Nämä aurinkokennot ovat erittäin tehokkaita ja niillä on korkeammat happipitoisuudet.
b) Monikiteiset: Ne valmistetaan höyrypinnoitusmenetelmällä, jossa piistä kasvatetaan korviketta. Aurinkopaneelissa on monia kiteisiä osia, jotka näkyvät erilaisina heijastavina reunoina. Ne ovat vähemmän tehokkaita ja niillä on pienempi happipitoisuus.
2. Piikiekkojen sähköiset ominaisuudet
Ne viittaavat piikiekkojen ominaisuuksiin, joita tarvitaan jännite-eron luomiseksi kennoon, kun se altistuu auringonvalolle.
a) P-tyyppi: Tällaisissa piikiekoissa on kontrolloituja määriä epäpuhtauksia , joita kutsutaan dopingmateriaaleiksi. Tällaiset materiaalit ottavat elektroneja helposti vastaan, jolloin aurinkopaneeli luo jännite-eron, joka tuottaa sähköä auringonvalossa. Booria käytetään yleisimmin dopingaineena, mutta jotkut käyttävät myös galliumia.
b) N-tyyppi: Niissä on epäpuhtauksia, joilla on vastakkaiset vaikutukset , ja elektronien vastaanottamisen sijaan ne vapauttavat elektroneja. Tällaisissa n-tyypin piikiekoissa ei ole merkkejä valon aiheuttamasta hajoamisesta.
Lue myös: Mitä on mahdollinen indusoitu hajoaminen?
Mikä aiheuttaa valon aiheuttamaa hajoamista?
Aurinkokennot koostuvat piikiekoista, ja boori-happi-yhdisteiden muodostuminen näissä kiekoissa johtaa valon aiheuttamaan hajoamiseen. Siksi boorin läsnäolo raaka-aineena tai pinnoitemateriaalina voi johtaa aurinkopaneelien valon aiheuttamaan hajoamiseen.
Korkeammat happipitoisuudet monokiteisissä aurinkokennoissa ovat myös syynä valon aiheuttamaan hajoamiseen. Se tapahtuu, kun happipitoisuus on odotettua korkeampi. Tämän olisi pitänyt auttaa sinua ymmärtämään, mikä aiheuttaa valon aiheuttamaa hajoamista.
Katso myös : Kuinka estää aurinkovalojen kaatumisen?
Mikä on LeTID Solar ja LeTID Degradation?
Uutta hajoamismekanismia monokiteisissä piikennoissa, joilla on huomattavasti pidemmät aikavälit kuin boori-happihajoaminen, kutsutaan valon ja kohonneen lämpötilan aiheuttamaksi hajoamiseksi (LeTID). Tämä on selvempää korkeammissa lämpötiloissa.
1. LetID:n ominaisuudet
- Siinä on vähennystä tehokas vähemmistöoperaattori käyttöikä ja tehokkuus
- Kierto hajoaminen ja palautuminen kestää vuosista vuosikymmeniin.
- Se johtaa identtiseen vaikutukseen pimeässä, jota kutsutaan nimellä kantaja-induced degradation (CID).
2. Tärkeät parametrit
- Vika riippuu vahvasti arkkitehtuurista aurinkokennot.
- hajoaminen on parannettu passivoidun emitterin takakosketin (PERC) kennoissa.
- Kiekkojen sijainti vanhempi harkko, gettering-prosessi sekä raerajojen läsnäolo vaikuttavat myös hajoamiseen.
- Lämpöhoidot vaikuttaa merkittävästi prosessiin.
- Hajoamisreaktion kinetiikkaan vaikuttavat tumma hehkutus.
- Hajoamisnopeutta muuttaa lämpötilapoltto.
- Pinnalle passivointikerrokset vetyä sisältävät passivoidut kerrokset ovat suuresti vaikuttaneet.
3. Oletetut syyt
Metalliset epäpuhtaudet, kuten koboltti, kupari ja nikkeli, ovat mahdollisia syitä hajoamiseen.
4. Lievitä
Valon ja kohonneen lämpötilan aiheuttaman hajoamisen (LeTID) lisääntyneiden tapausten yhteydessä ehdotetaan myös lieventäviä tekniikoita.
- Alenna polttolämpötilaa: On erittäin suositeltavaa moduloida polttolämpötilaa jäähdytysnopeuksien vaihteluilla.
- Kiihdyttävä hajoaminen: Nopeutettua hajoamista ja toista polttovaihetta alemmassa lauhkeassa on myös ehdotettu.
- vohvelit: On suositeltavaa muuttaa kiekon ominaisuuksia ja paksuutta hajoamisen vähentämiseksi.
Mitkä ovat LeTID:n syyt aurinkopaneelissa?
LeTID:n pääasiallinen syy on vielä epäselvä. Jatkuvan tutkimuksen myötä on kuitenkin käynyt selväksi, että happitasot eivät ole siitä vastuussa. Nykykäsityksen mukaan tämä hajoaminen on seurausta passivointikerrosten välisestä vuorovaikutuksesta korkeammissa lämpötiloissa polttoprosessin aikana valmistusprosessissa.
Fraunhofer ISE:n ja Saksan Freiberg Materials Research Centren tutkimuksen päätelmien mukaan leTID:n aiheuttaa liikkuva vety, joka reagoi sisäisten kidevikojen kanssa, ja sen esiintymiseen vaikuttavat kantoaineen ruiskutusolosuhteet ja kohonneet lämpötilat.
Toisessa Konstanzin yliopiston tutkijoiden vuodelta 2017 tekemässä tutkimuksessa on laskettu lämpötilan ja dopingin vaikutus PERC-aurinkokennojen LeTID:hen. He päätyivät siihen, että korkeiden lämpötilojen myötä myös hajoamisvauhti kiihtyy. Siten sen määrittäminen, että LeTID lisää lujuutta polttolämpötilan myötä ja rikkaiden vetykerrosten läsnäolo vaikuttaa myös samaan.
Katso myös: Kolmen aurinkopaneelin kytkeminen rinnakkain
Mitä eroa on LID:n ja LeTID:n välillä?
Kun olemme oppineet aurinkopaneelien leTID:n syyt, opimme LID:n ja LeTID:n eroista.
| Light Induced Degradation (LID) | Valon ja kohonneen lämpötilan aiheuttama hajoaminen (Letid) |
| Yleisimmin havaittu hajoaminen | Ei yleisesti havaittu |
| Tämä tapahtuu p-tyypin piiaurinkokennoissa, jotka on seostettu boorilla | Tämä tapahtuu kiekoissa, joiden käyttölämpötila on korkea |
| Se tapahtuu, kun happea yhdistetään boorin kanssa | Se tapahtuu, kun korkea käyttölämpötila yhdistetään korkeaan valonvoimakkuuteen |
| Se on nopea hajoamisprosessi | Se on hitaampi prosessi kuin LID |
| Se tapahtuu ensimmäisen auringonvalon altistumisen yhteydessä ja pysyy, kunnes virta tasaantuu | Se tapahtuu pian aurinkopaneelien asennuksen jälkeen, mutta ilmaantuminen ja vakauttaminen voi kestää vuosia |
Katso myös: Kuinka laskea aurinkopaneelien teho?
Mikä on valon aiheuttama hajoamistesti?
Tämä testi suoritetaan yleensä aurinkopaneelien valmistuksen alkuvaiheissa. Aurinkopaneelien laadun ja luotettavuuden testaamiseksi on tehtävä valon aiheuttama hajoamistesti. LED-tekniikat, LID-stabilointitesti ja sähkövaraajan injektio ovat kolme pääasiassa käytettyä testaustekniikkaa.
1. Testin suorittaminen
Käytetään sarjaa valotusta ja tasaisten, yli 5 kWh/m²:n säteilyannosten välähdyksiä. Ylläpitämällä vakiolämpötilaa 50 °C: ssa moduuli toimii maksimitehopisteessään (MPP), jossa moduuli välähtää jokaisen jakson jälkeen.
Jos moduulin tehoero viimeisen 3 välähdyksen aikana on pienempi kuin standardin määrittelemä kynnysarvo, stabilointi katsotaan suoritetuksi. Tällä mitataan myös kertynyt kokonaisirradianssiannoksen tarve.
Jos edellä mainittuja parametreja ei voida määrittää, moduuli testataan uudelleen. Jos suorituskykytestissä on 5 % läpäisyä stabiloinnin jälkeen, se tarkoittaa selvästi, että moduuli epäonnistui testissä.
Lue myös: Kuinka monta volttia aurinkopaneeli tuottaa?
Miksi on tärkeää testata paneelit LID:lle?
Piiaurinkokennoilla varustetuissa aurinkopaneeleissa, erityisesti PERC-moduuleissa, esiintyy enimmäkseen valon aiheuttamaa heikkenemistä. Aktiivisten vikojen rekombinaatio valaistuksen aiheuttaman ylimääräisen varauksenkuljettajan injektoinnin aikana johtaa sähkön muuntamisen ja tuotannon hävikkiin. Paneelien testaaminen LID:n varalta on ratkaisevan tärkeää, koska se auttaa varmistamaan moduulien suorituskyvyn säilymisen koko niiden elinkaaren ajan.
No, valon aiheuttamasta hajoamisesta oppimisen jälkeen on parempi valita aurinkopaneelit, joilla on asianmukaiset sertifikaatit. On parempi varmistaa, onko ne testattu LID:n ja LeTID:n suhteen. Miksi on tärkeää testata paneeleja LID:lle? Vastaus tähän on säilyttää niiden elinikäinen tehokkuus. Myös LetID:n hajoaminen on pitkäaikaista vahinkoa, joka vaikuttaa aurinkopaneeleihisi, joten menetyksiä on tarpeen lieventää asianmukaisilla toimenpiteillä.
Suositeltu: BIPV vs. BAPV
