Niezależnie od ich mechaniki i produkcji panele słoneczne stały się podatne na degradację z powodu własnych materiałów produkcyjnych. Tak, materiał używany do domieszkowania płytek jest główną przyczyną degradacji wywołanej światłem występującej w panelach słonecznych. Jednak niektóre testy w trakcie procesu produkcyjnego mogą ją zmniejszyć. Dlatego tak ważne jest testowanie paneli pod kątem LID. Istnieje również niezidentyfikowana degradacja, o której mogłeś słyszeć, dotycząca degradacji LeTID.
Czym jest degradacja wywołana światłem? Czym jest LID?
A utrata wydajności modułów słonecznych zdarza się głównie w początkowych godzinach wschodu słońca i jest znane jako degradacja wywołana światłem (LID). Rzeczywista i ogólna wydajność modułów słonecznych jest również przez to dotknięta. Większość krzemowych ogniw słonecznych jest dotknięta tą wadą, powodując poważne straty w wytwarzaniu energii. Moduły słoneczne wykazują oznaki degradacji wywołanej światłem w ciągu kilku dni od ich instalacji. Procent strat może wynosić od 0.5% do 1.5%.
Jednak nie wszystkie moduły są poddawane wpływowi w ten sam sposób. Rzeczą, która najbardziej je różnicuje, jest struktura krystaliczna ogniw słonecznych. Mianowicie monokrystaliczne lub polikrystaliczne wraz z ich właściwościami elektrycznymi, czy są typu P, czy typu N.
1. Struktura ogniwa słonecznego
Różna struktura krystaliczna oznacza różne procesy produkcji ogniw słonecznych.
a) Monokrystaliczne: Ogniwa te powstają w procesie Czochralskiego , który wytwarza jednorodną strukturę krystaliczną, która jest następnie cięta w celu utworzenia ogniw słonecznych. Te ogniwa słoneczne charakteryzują się wysoką wydajnością i wyższym stężeniem tlenu.
b) Multikrystaliczne: Są wytwarzane metodą osadzania z fazy gazowej, która przekształca krzem w substytut. W panelu słonecznym znajduje się wiele sekcji krystalicznych, które tworzą różne odblaskowe krawędzie. Są one mniej wydajne i charakteryzują się niższym stężeniem tlenu.
2. Właściwości elektryczne płytek krzemowych
Określają one właściwości płytek krzemowych, które są niezbędne do wytworzenia różnicy napięć w ogniwie, gdy jest ono wystawione na działanie światła słonecznego.
a) Typ P: Takie płytki krzemowe zawierają zanieczyszczenia w kontrolowanych ilościach , które określa się mianem materiałów domieszkowych. Takie materiały łatwo przyjmują elektrony, umożliwiając modułowi fotowoltaicznemu wytworzenie różnicy napięć w celu generowania energii w świetle słonecznym. Jako pierwiastek domieszkowy najczęściej stosuje się bor, ale niektóre wykorzystują również gal.
b) Typ N: Zawierają zanieczyszczenia o przeciwnym działaniu i zamiast przyjmować elektrony, uwalniają je. W takich płytkach krzemowych typu n nie ma oznak degradacji wywołanej światłem.
Przeczytaj także: Czym jest degradacja indukowana potencjałem?
Co powoduje degradację pod wpływem światła?
Ogniwa słoneczne zbudowane są z płytek krzemowych, a tworzenie się w nich związków boru i tlenu powoduje degradację pod wpływem światła. Dlatego obecność boru jako surowca lub materiału powłokowego może prowadzić do degradacji paneli słonecznych pod wpływem światła.
Wyższe stężenie tlenu w monokrystalicznych ogniwach słonecznych jest również przyczyną degradacji pod wpływem światła. Dzieje się tak, gdy stężenie tlenu jest wyższe niż oczekiwano. To powinno pomóc w zrozumieniu przyczyn degradacji pod wpływem światła.
Zobacz także : Jak zapobiec przewracaniu się lamp solarnych?
Czym jest LeTID Solar i LeTID Degradation?
Nowy mechanizm degradacji w monokrystalicznych ogniwach krzemowych, który ma znacznie dłuższe skale czasowe niż degradacja borowo-tlenowa, nazywa się degradacją wywołaną światłem i podwyższoną temperaturą (LeTID). Jest on bardziej widoczny w wyższych temperaturach.
1. Właściwości LetID
- Jest redukcja efektywny przewoźnik mniejszościowy żywotność i wydajność
- Cykl degradacja i odzyskiwanie zajmuje to lata lub dziesięciolecia.
- Prowadzi to do identycznego efektu w ciemności, który jest określany jako degradacja wywołana przez nośnik (CID).
2. Parametry kluczowe
- Wada w dużym stopniu zależy od architektury ogniwa słoneczne.
- degradacja jest ulepszony w ogniwach PERC (Pasivated Emiter Rear Contact).
- Pozycja opłatków w sztabka rodzicaNa degradację wpływa również proces getteringu oraz obecność granic ziaren.
- Zabiegi termiczne znacząco wpłynąć na proces.
- Na kinetykę reakcji degradacji wpływają: wyżarzanie w ciemności.
- Szybkość degradacji jest zmieniana przez wypalanie w wysokiej temperaturze.
- Warstwy pasywacji powierzchniowej na bogate w wodór pasywowane warstwy są pod ogromnym wpływem.
3. Postulowane przyczyny
Prawdopodobną przyczyną degradacji są zanieczyszczenia metaliczne, takie jak kobalt, miedź i nikiel.
4. Łagodzenie
W związku ze wzrostem liczby przypadków degradacji wywołanej światłem i podwyższoną temperaturą (LeTID) zaproponowano również techniki łagodzące.
- Zmniejsz temperaturę wypału: Zdecydowanie zaleca się modyfikowanie temperatury wypału poprzez zmianę szybkości chłodzenia.
- Przyspieszona degradacja:Sugeruje się również przyspieszoną degradację i drugi etap wypalania w niższej temperaturze.
- wafle:Zaleca się zmianę właściwości i grubości płytki, aby ograniczyć degradację.
Jakie są przyczyny LeTID w panelach słonecznych?
Główna przyczyna leTID nie jest jeszcze jasna. Jednak dzięki ciągłym badaniom stało się jasne, że nie jest to spowodowane poziomem tlenu. Zgodnie z obecnym stanem wiedzy, degradacja ta jest wynikiem interakcji między warstwami pasywacyjnymi w wyższych temperaturach podczas procesu wypalania w procesie produkcyjnym.
Zgodnie z wnioskami z badania przeprowadzonego przez Fraunhofer ISE i Freiberg Materials Research Centre w Niemczech, leTID powstaje w wyniku reakcji mobilnego wodoru z wewnętrznymi defektami kryształu, a na jego występowanie wpływają warunki wtrysku nośników i podwyższone temperatury.
W innym badaniu z 2017 r., przeprowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu w Konstancji, obliczono wpływ temperatury i domieszkowania na LeTID w ogniwach słonecznych PERC. Doszli do wniosku, że wraz z wysokimi temperaturami wzrasta również tempo degradacji. Tak więc ustalenie, że wytrzymałość LeTID wzrasta wraz z temperaturą wypalania, a obecność bogatych warstw wodoru również ma na to wpływ.
Zobacz także: Jak połączyć 3 panele słoneczne równolegle
Jaka jest różnica między LID i LeTID?
Po zapoznaniu się z przyczynami występowania leTID w panelach słonecznych, poznajmy różnicę między LID i LeTID.
| Degradacja wywołana światłem (LID) | Degradacja wywołana światłem i podwyższoną temperaturą (Letid) |
| Najczęściej obserwowana degradacja | Nie jest powszechnie obserwowane |
| Dzieje się tak w przypadku ogniw słonecznych z krzemu typu p domieszkowanego borem | Dzieje się tak w przypadku płytek o wysokiej temperaturze pracy |
| Powstaje, gdy tlen łączy się z borem | Występuje, gdy wysoka temperatura robocza jest połączona z dużą intensywnością światła |
| To szybki proces degradacji | Jest to proces wolniejszy niż LID |
| Występuje przy pierwszym wystawieniu na działanie promieni słonecznych i utrzymuje się do momentu ustabilizowania się mocy | Występuje wkrótce po zainstalowaniu paneli słonecznych, ale proces występowania i stabilizacji może trwać latami |
Zobacz także: Jak obliczyć moc paneli słonecznych?
Czym jest test degradacji wywołanej światłem?
Test ten jest zazwyczaj przeprowadzany na wczesnych etapach produkcji paneli słonecznych. Aby sprawdzić jakość i niezawodność paneli słonecznych , konieczne jest przeprowadzenie testu degradacji pod wpływem światła. Trzy główne techniki testowania to: diody LED, test stabilizacji LID oraz wtrysk nośników elektrycznych.
1. Wykonanie testu
Stosuje się serię ekspozycji na światło w odstępach równych dawek promieniowania powyżej 5 kWh/m². Utrzymując stałą temperaturę 50°C , moduł pracuje w swoim punkcie maksymalnej mocy (MPP), a po każdym odstępie następuje błysk.
W przypadku, gdy różnica mocy modułu w ostatnich 3 błyskach jest mniejsza od wartości progowej określonej przez normę, stabilizację uważa się za zakończoną. Dzięki temu mierzona jest również skumulowana całkowita dawka promieniowania.
Jeśli nie można określić wyżej wymienionych parametrów, moduł zostanie ponownie poddany testowi. Jeśli po stabilizacji wynik testu wydajności wynosi 5%, oznacza to, że moduł nie przeszedł testu.
Przeczytaj także: Ile woltów wytwarza panel słoneczny?
Dlaczego testowanie paneli pod kątem LID jest tak istotne?
Panele słoneczne z krzemowymi ogniwami słonecznymi ulegają degradacji pod wpływem światła, szczególnie w modułach PERC. Rekombinacja aktywnych defektów podczas wstrzykiwania dodatkowych nośników przez oświetlenie powoduje straty w konwersji i wytwarzaniu energii elektrycznej. Testowanie paneli pod kątem LID jest kluczowe, ponieważ pomaga zapewnić utrzymanie wydajności modułów przez cały cykl ich życia.
Cóż, po zapoznaniu się z degradacją wywołaną światłem lepiej wybrać panele słoneczne z odpowiednimi certyfikatami. Lepiej upewnić się, czy są testowane pod kątem LID i LeTID. Dlaczego tak ważne jest testowanie paneli pod kątem LID? Odpowiedzią na to pytanie jest utrzymanie ich wydajności przez cały okres użytkowania. Ponadto degradacja LetID to długoterminowe uszkodzenie wpływające na panele słoneczne, dlatego konieczne jest złagodzenie strat za pomocą odpowiednich środków.
Polecane: BIPV vs BAPV
