Oavsett deras mekanik och tillverkning har solpaneler blivit känsliga för nedbrytning på grund av deras egna tillverkningsmaterial. Ja, materialet som används för att dopa wafers är den främsta orsaken till ljusinducerad nedbrytning som sker i solpaneler. Vissa tester under tillverkningsprocessen kan dock minska den. Därför är det viktigt att testa paneler för LID. Det finns också en oidentifierad nedbrytning som du kanske har hört om LeTID-nedbrytningen.
Vad är ljusinducerad nedbrytning? Vad är LID?
A förlust av prestanda för solcellsmoduler som mestadels sker under de första soluppgångstimmarna kallas ljusinducerad nedbrytning (LID). Den verkliga och övergripande prestandan hos solcellsmoduler påverkas också av detta. De flesta kiselsolceller påverkas av denna defekt, vilket orsakar allvarliga förluster i elproduktionen. Solcellsmoduler visar tecken på ljusinducerad nedbrytning inom några dagar efter installationen. Förlustprocenten kan vara mellan 0.5 % och 1.5 %.
Men alla moduler påverkas inte på samma sätt. Det som skiljer det mest åt är solcellernas kristallstruktur. Nämligen monokristallina eller polykristallina tillsammans med deras elektriska egenskaper oavsett om de är av P-typ eller N-typ.
1. Solcellsstruktur
Olika kristallstrukturer innebär olika produktionsprocesser av solceller.
a) Monokristallina: Dessa celler bildas med Czochralski-processen , vilket ger en enhetlig kristallstruktur som skivas för att bilda solceller. Dessa solceller är mycket effektiva och har högre syrekoncentrationer.
b) Multikristallina: De produceras med en form av ångavsättning där kisel odlas till ett substitut. Det finns många kristallina sektioner som syns som olika reflekterande kanter i en solpanel. De är mindre effektiva med lägre syrekoncentration.
2. Elektriska egenskaper hos kiselskivor
De hänvisar till egenskaperna hos kiselskivor som krävs för att skapa en spänningsskillnad i en cell när den utsätts för solljus.
a) P-typ: Sådana kiselskivor har föroreningar i kontrollerade mängder som kallas dopningsmaterial. Sådana material accepterar elektroner lätt, vilket gör att den solcellsmodulen skapar en spänningsskillnad för att generera kraft i solljus. Bor används oftast som dopningselement, men vissa använder även gallium.
b) N-typ: De har föroreningar med motsatta effekter och istället för att acceptera frigör de elektroner. Det finns inga tecken på ljusinducerad nedbrytning i sådana n-typ kiselskivor.
Läs också: Vad är potentiellt inducerad nedbrytning?
Vad orsakar ljusinducerad nedbrytning?
Solceller är uppbyggda av kiselskivor och bildandet av bor-syreföreningar i dessa skivor resulterar i ljusinducerad nedbrytning. Därför kan närvaron av bor som råmaterial eller beläggningsmaterial resultera i ljusinducerad nedbrytning av solpaneler.
Högre syrekoncentrationer i monokristallina solceller är också en orsak till ljusinducerad nedbrytning. Det sker när syrekoncentrationen är högre än förväntat. Detta borde ha gett dig en förståelse för vad som orsakar ljusinducerad nedbrytning.
Se även : Hur man förhindrar att solcellslampor välter?
Vad är LeTID Solar och LeTID-nedbrytning?
En ny nedbrytningsmekanism i monokristallina kiselceller som har betydligt längre tidsskalor än bor-syre-nedbrytningen kallas lätt och förhöjd temperaturinducerad nedbrytning (LeTID). Detta är mer uttalat vid högre temperaturer.
1. Egenskaper för LetID
- Det finns en minskning av effektiv minoritetsbärare livslängd och effektivitet
- Cykeln av nedbrytning och återhämtning tar år till decennier.
- Det leder till en identisk effekt i mörker som kallas bärarinducerad nedbrytning (CID).
2. Avgörande parametrar
- Defekt beror starkt på arkitekturen av solceller.
- nedbrytning är förbättrad i passiverade emitter bakre kontaktceller (PERC).
- Placeringen av wafers i föräldragöt, getteringprocess, tillsammans med närvaron av korngränser, påverkar också nedbrytningen.
- Termiska behandlingar påverka processen avsevärt.
- Nedbrytningsreaktionens kinetik påverkas av mörk glödgning.
- Nedbrytningshastigheten ändras av temperaturbränning.
- Ytpassiveringsskikt på väterika passiverade skikt är enormt påverkade.
3. Postulerade orsaker
Metalliska föroreningar som kobolt, koppar och nickel är möjliga orsaker till nedbrytningen.
4. Lindra
Med ökade fall av ljus och förhöjd temperaturinducerad nedbrytning (LeTID) föreslås också begränsningstekniker.
- Minska bränningstemperaturen: Det rekommenderas starkt att modulera bränningstemperaturen med variationer i kylningshastigheter.
- Accelererande nedbrytning: Med accelererad nedbrytning och ett andra eldningssteg vid en lägre temperatur föreslås också.
- wafers: Det rekommenderas att ändra waferns egenskaper och tjocklek för att minska nedbrytningen.
Vilka är orsakerna till LeTID i solpaneler?
Den huvudsakliga orsaken bakom leTID är ännu oklar. Men med kontinuerlig forskning har det blivit tydligt att syrenivåerna inte är ansvariga för detsamma. Enligt nuvarande förståelse är denna nedbrytning ett resultat av en interaktion mellan passiveringsskikt vid högre temperaturer under bränningsprocessen i tillverkningen.
Enligt slutsatsen av en studie från Fraunhofer ISE och Freiberg Materials Research Centre, Tyskland, orsakas leTID av mobilt väte som reagerar med inneboende kristalldefekter, och dess förekomst påverkas av bärarinjektionsförhållanden och förhöjda temperaturer.
I en annan forskning från 2017, av forskare från University of Konstanz, beräknas effekten av temperatur och dopning på LeTID i PERC-solceller. De kom fram till att med höga temperaturer ökar också nedbrytningstakten. Bestämning av att LeTID ökar i styrka med bränningstemperaturen och närvaron av rika väteskikt påverkar alltså detsamma.
Se även: Hur man parallellkopplar 3 solpaneler
Vad är skillnaden mellan LID och LeTID?
Efter att ha lärt oss orsakerna till leTID i solpaneler, låt oss lära oss om skillnaden mellan LID och LeTID.
| Ljusinducerad nedbrytning (LID) | Ljus och förhöjd temperaturinducerad nedbrytning (Letid) |
| Den vanligaste observerade nedbrytningen | Inte vanligt observerad |
| Detta sker i p-typ kiselsolceller som är dopade med bor | Detta inträffar i wafers med höga driftstemperaturer |
| Det uppstår när syre kombineras med bor | Det uppstår när en hög driftstemperatur paras med hög ljusintensitet |
| Det är en snabb nedbrytningsprocess | Det är en långsammare process än LID |
| Det inträffar vid första exponeringen för solljus och stannar tills strömmen stabiliseras | Det inträffar strax efter att solpanelerna har installerats, men processen för uppkomst och stabilisering kan ta år |
Se även: Hur man beräknar solpanelers effekt?
Vad är ljusinducerad nedbrytningstest?
Detta test utförs vanligtvis under de tidiga stadierna av tillverkningen av solpaneler. För att testa solpaneler för kvalitetssäkring och tillförlitlighet är ett ljusinducerat nedbrytningstest ett måste. LED-tekniker, LID-stabiliseringstest och injektion av elektrisk laddningsbärare är tre testtekniker som huvudsakligen används.
1. Utföra testet
En serie ljusexponeringar tillsammans med intervaller med lika stora bestrålningsdoser över 5 kWh/m² används. Genom att bibehålla en konstant temperatur på 50° Celsius presterar modulen vid sin maximala effektpunkt (MPP) där modulen blinkar efter varje intervall.
Om modulens effektskillnad under de senaste 3 blinkningarna är mindre än det tröskelvärde som definieras av standarden, anses stabiliseringen vara fullständig. Med detta mäts även det ackumulerade totala irradiansdosbehovet.
Om de ovan nämnda parametrarna inte kan fastställas kommer modulen att testas igen. Om det är 5 % godkänt i prestandatestet efter stabilisering betyder det tydligt att modulen inte klarade testet.
Läs också: Hur många volt producerar en solpanel?
Varför är det avgörande att testa paneler för LID?
Solpaneler med kiselsolceller upplever oftast ljusinducerad nedbrytning, särskilt i PERC-moduler. Rekombinationen av aktiva defekter under injektion av extra laddningsbärare genom belysning resulterar i en förlust i omvandlingen och genereringen av elektricitet. Det är avgörande att testa paneler för LID eftersom detta bidrar till att säkerställa att modulernas prestanda bibehålls under hela deras livscykel.
Tja, efter att ha lärt sig om ljusinducerad nedbrytning är det bättre att välja solpaneler med rätt certifikat. Det är bättre att säkerställa om de är testade för LID och LeTID. Varför är det viktigt att testa paneler för LID? Svaret på detta är att behålla sin livslånga effektivitet. Dessutom är LetID-nedbrytning en långvarig skada som påverkar dina solpaneler, så det är nödvändigt att mildra förlusten med lämpliga åtgärder.
Rekommenderas: BIPV vs BAPV
