Независимо от их механики и производства солнечные панели стали подвержены деградации из-за их собственных производственных материалов. Да, материал, используемый для легирования пластин, является основной причиной деградации, вызванной светом, происходящей в солнечных панелях. Однако некоторые испытания в процессе производства могут ее уменьшить. Вот почему так важно тестировать панели на LID. Существует также неопознанная деградация, о которой вы, возможно, слышали о деградации LeTID.
Что такое деградация под воздействием света? Что такое LID?
A потеря производительности солнечных модулей происходящее в основном в первые часы восхода солнца, известно как деградация, вызванная светом (LID). Это также влияет на реальную и общую производительность солнечных модулей. Большинство кремниевых солнечных элементов подвержены этому дефекту, что приводит к серьезным потерям в выработке электроэнергии. Солнечные модули проявляют признаки деградации, вызванной светом, в течение нескольких дней после их установки. Процент потерь может составлять от 0.5% до 1.5%.
Однако не все модули подвержены влиянию одинаково. Больше всего их отличает кристаллическая структура солнечных элементов. А именно, монокристаллические или поликристаллические, а также их электрические свойства, будь то P-тип или N-тип.
1. Структура солнечной батареи
Различная кристаллическая структура означает различные процессы производства солнечных элементов.
а) Монокристаллические: Эти ячейки формируются с помощью процесса Чохральского , в результате которого образуется однородная кристаллическая структура, которую затем разрезают для получения солнечных элементов. Такие солнечные элементы обладают высокой эффективностью и более высокой концентрацией кислорода.
б) Поликристаллические: Они производятся методом осаждения из паровой фазы, при котором кремний выращивается в качестве заменителя. В солнечной панели много кристаллических участков, которые проявляются в виде различных отражающих краев. Они менее эффективны при меньшей концентрации кислорода.
2. Электрические свойства кремниевых пластин
Они относятся к свойствам кремниевых пластин, которые необходимы для создания разницы напряжений в ячейке при воздействии на нее солнечного света.
а) P-типа: В таких кремниевых пластинах содержатся примеси в контролируемых количествах , называемые легирующими материалами. Такие материалы легко принимают электроны, позволяя фотоэлектрическому модулю создавать разность напряжений для выработки энергии под воздействием солнечного света. Чаще всего в качестве легирующего элемента используется бор, но в некоторых также применяется галлий.
б) N-тип: Они содержат примеси с противоположным эффектом и вместо того, чтобы принимать электроны, отдают их. В таких кремниевых пластинах n-типа не наблюдается признаков деградации, вызванной светом.
Читайте также: Что такое потенциально индуцированная деградация?
Что вызывает деградацию под воздействием света?
Солнечные элементы состоят из кремниевых пластин, и образование соединений бора и кислорода в этих пластинах приводит к деградации под воздействием света. Следовательно, присутствие бора в качестве сырья или покрытия может привести к деградации солнечных панелей под воздействием света.
Повышенная концентрация кислорода в монокристаллических солнечных элементах также является причиной светоиндуцированной деградации. Она происходит, когда концентрация кислорода выше ожидаемой. Это должно было помочь вам понять, что вызывает светоиндуцированную деградацию.
См. также : Как предотвратить падение солнечных светильников?
Что такое LeTID Solar и деградация LeTID?
Новый механизм деградации в монокристаллических кремниевых ячейках, который имеет значительно более длительные временные масштабы, чем деградация бора и кислорода, называется деградацией, вызванной светом и повышенной температурой (LeTID). Это более выражено при более высоких температурах.
1. Свойства LetID
- Наблюдается сокращение эффективный миноритарный носитель срок службы и эффективность
- Цикл деградация и восстановление требуются годы или десятилетия.
- Это приводит к идентичному эффекту в темноте, который называется деградация, вызванная носителем (CID).
2. Решающие параметры
- Дефект сильно зависит от архитектуры солнечные батареи.
- деградация улучшен в ячейках с пассивированным тыльным контактом эмиттера (PERC).
- Положение пластин в исходный слитокПроцесс геттерирования, а также наличие границ зерен также влияют на деградацию.
- Термические процедуры существенно повлиять на процесс.
- На кинетику реакции деградации влияют: темный отжиг.
- Скорость деградации изменяется температура обжига.
- Поверхностные пассивирующие слои на Пассивированные слои, богатые водородом оказывают огромное влияние.
3. Предполагаемые причины
Возможными причинами деградации являются металлические примеси, такие как кобальт, медь и никель.
4. Смягчить
В связи с участившимися случаями деградации, вызванной светом и повышенной температурой (LeTID), также предлагаются методы смягчения последствий.
- Уменьшить температуру обжига: Настоятельно рекомендуется регулировать температуру обжига, изменяя скорость охлаждения.
- Ускоряющаяся деградация: Также предлагается ускоренная деградация и второй этап обжига при более низкой температуре.
- Вафли: Рекомендуется изменить свойства и толщину пластины, чтобы уменьшить деградацию.
Каковы причины возникновения LeTID в солнечных панелях?
Основная причина leTID до сих пор неясна. Однако благодаря непрерывным исследованиям стало ясно, что уровень кислорода не является причиной этого явления. Согласно современным представлениям, эта деградация является результатом взаимодействия пассивирующих слоев при более высоких температурах в процессе обжига при производстве.
Согласно заключению исследования Института физики им. Фраунгофера и Центра исследований материалов Фрайберга (Германия), leTID вызывается реакцией подвижного водорода с внутренними дефектами кристалла, а на его возникновение влияют условия инжекции носителей и повышенные температуры.
В другом исследовании 2017 года, проведенном учеными из Университета Констанца, было рассчитано влияние температуры и легирования на LeTID в солнечных элементах PERC. Они пришли к выводу, что при высоких температурах скорость деградации также увеличивается. Таким образом, было установлено, что прочность LeTID увеличивается с температурой обжига, а наличие слоев, богатых водородом, также влияет на это.
См. также: Как соединить 3 солнечные панели параллельно
В чем разница между LID и LeTID?
Изучив причины возникновения leTID в солнечных панелях, давайте узнаем разницу между LID и LeTID.
| Деградация под действием света (LID) | Деградация, вызванная светом и повышенной температурой (Letid) |
| Наиболее часто наблюдаемая деградация | Обычно не наблюдается |
| Это происходит в кремниевых солнечных элементах p-типа, легированных бором. | Это происходит в пластинах с высокими рабочими температурами. |
| Это происходит, когда кислород соединяется с бором. | Это происходит, когда высокая рабочая температура сочетается с высокой интенсивностью света. |
| Это быстрый процесс деградации. | Это более медленный процесс, чем LID. |
| Это происходит при первом воздействии солнечного света и сохраняется до тех пор, пока питание не стабилизируется. | Это происходит вскоре после установки солнечных панелей, но процесс возникновения и стабилизации может занять годы. |
См. также: Как рассчитать мощность солнечной панели в ваттах?
Что такое тест на светоиндуцированную деградацию?
Этот тест обычно проводится на ранних этапах производства солнечных панелей. Для обеспечения качества и надежности солнечных панелей необходим тест на деградацию, вызванную светом. В основном используются три метода тестирования: светодиодные технологии, тест на стабилизацию LID и инжекция электрического носителя.
1. Выполнение теста
Используется серия световых воздействий с интервалами равных доз облучения выше 5 кВт·ч/м². Поддерживая постоянную температуру 50°C , модуль работает в точке максимальной мощности (ТМП), при этом модуль мигает после каждого интервала.
В случае, если разница мощности модуля в последних 3 вспышках меньше порогового значения, определенного стандартом, стабилизация считается завершенной. При этом также измеряется суммарная требуемая доза облучения.
Если вышеуказанные параметры не могут быть определены, модуль будет повторно подвергнут тестированию. Если после стабилизации будет получено 5%-ное прохождение теста производительности, это однозначно означает, что модуль не прошел тест.
Читайте также: Сколько вольт вырабатывает солнечная панель?
Почему так важно тестировать панели на LID?
Солнечные панели с кремниевыми элементами чаще всего подвергаются деградации, вызванной светом, особенно модули PERC. Рекомбинация активных дефектов во время инжекции дополнительных носителей заряда под воздействием света приводит к снижению эффективности преобразования и выработки электроэнергии. Крайне важно тестировать панели на деградацию, вызванную светом, поскольку это помогает гарантировать сохранение производительности модулей на протяжении всего их жизненного цикла.
Что ж, узнав о деградации, вызванной светом, лучше выбирать солнечные панели с надлежащими сертификатами. Лучше убедиться, что они проверены на LID и LeTID. Почему так важно тестировать панели на LID? Ответ на этот вопрос заключается в том, чтобы поддерживать их эффективность на протяжении всей жизни. Кроме того, деградация LetID — это долгосрочное повреждение, влияющее на ваши солнечные панели, поэтому необходимо смягчить потери с помощью надлежащих мер.
Рекомендуется: BIPV против BAPV
