氮化硅膜折射率对多晶硅太阳能电池抗PID性能影响

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 氮化硅膜折射率对多晶硅太阳能电 池抗 PID 性能影响 摘 要：本文研究了在组件使用 抗 PID 的 EVA 的条件下，不同的氮化 硅膜折射率对组件抗 PID 性能的影响。 实验结果表明，在电池增加了臭氧氧化， 在组件使用抗 PID 的 EVA 条件下， 2.02-2.18 范围内的折射率对组件抗 PID 性能的影响没有明显区别，2.10 的折射 率生产的太阳电池转换效率最高。 中国论文网 /8/view-12925308.htm 关键词：PID；折射率；太阳电 池转换效率 中图分类号：TM914 文献标识 码：A 文章编号：1671-2064（2017） 04-0131-01 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 1 引言 电势诱导衰减（potential induced degradation，PID）是指太阳电池组件 在长期受到一定的外电压下发生功率衰 减的现象。这种现象最早是 Sunpower 发现的，认为是一种极化效应。近几年， 有关 PID 现象的报道越来越多，PID 已 经成为组件应用的一个重大问题1-2， 尤其是在高温高湿的条件下3。 S.Pingel 等研究发现太阳电池表面氮化 硅膜的折射率对电池的抗 PID 性能有很 大影响，当氮化硅膜的折射率较低时， 不同 PECVD 工艺的太阳电池 PID 效应 差异很大，但基本上都发生一定程度的 PID 效应；当氮化硅膜的折射率达大于 2.2 时，不同 PECVD 工艺的太阳电池都 具有良好的抗 PID 性能1。但是，当折 射率不同时，太阳电池的转换效率差别 很大。自从组件使用抗 PID 的 EVA 后， 组件的抗 PID 性能得到了明显的改善。 因此，需要对太阳电池氮化硅膜的折射 率进行研究，确定既能满足组件抗 PID -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 性能，又能实现太阳电池最佳转换效率 的折射率。 2 实验 电池片的制备是在产业化的多晶 硅电池生产线上进行，用普通 156mm156mm 的自产 P 型多晶硅片。 选取晶向一致的多晶硅片进行分组，经 清洗制绒、扩散、刻蚀、和臭氧氧化后， 在 PECVD 镀膜工序采用板式 PECVD 设备进行镀膜，镀膜通过不同的工艺， 得到不同的折射率： 2.02，2.06，2.10，2.14，2.18。随后正 常的丝网印刷和烧结，并在 STC 条件 （即 AM1.5 光谱辐照为 1000W/m2，温 度 25）下进行 I-V 测试。 每组选取效率接近的电池，用相 同的封材料和工艺将各组实验电池封装 成市面上最常见的 610 片 PV 组件。 组件按钢化玻璃+EVA+ 电池 +EVA+背 板叠层、层压并安装接线盒和铝合金边 框，其中，EVA 使用抗 PID EVA。封 装好后，对实验组件进行 EL 和 I-V 测 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 试（STC 条件下） 。将实验组件放在 DampHeat 实验条件（85&85%RH） 下的环境实验箱中，直流电源正极接铝 边框，负极接组件正极引出端，施加 1000V 电压。PID 实验持续 96h，取出 组件并在 2h 内完成 EL 和 I-V 测试 （STC 条件下） ，2h 内完成 EL 和 I-V 测试。若组件功率损失5%，则通过目 前行业内对组件抗 PID 的要求测试。 3 结果与讨论 地面太光光谱能量的峰值在波 长 0.5m，而硅太阳电池的相对响应峰 值波长在 0.8m-0.9m，因此减反射的 最佳波长范围在 0.5m-0.7m。通过计 算，当电池直接裸露在空气中时，减反 射的最佳折射率为 1.97；考虑钝化效果 及太阳电池效率测试，最佳的折射率为 2.08。而当氮化硅膜的折射率达大于 2.2 时，不同 PECVD 工艺的太阳电池才会 都具有良好的抗 PID 性能。 本实验采用行业内统一使用的标 准，测试臭氧氧化后硅片的亲水性，亲 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 水性合格后，调整 PECVD 设备硅烷、 氨气流量及比例，得到不同的折射率， 通过调整带速，保证膜厚相同。 电池完成后，使用抗 PID EVA 进行组件封装，并进行组件的抗 PID 测 试。96 小时测试结果如下，五组的功率 衰减比数据分别为 0.88%， 0.83%，0.92%，0.92% ，0.70% ，全部满足在 DampHeat 条件上 96 小 时，衰减比小于 5%的要求，且衰减比 数据没有明显差异。该试验数据表明， 在增加臭氧氧化工艺环节，且硅片亲水 性合格，组件使用抗 PIDEVA 的条件下， 氮化硅折射率从 2.02 到 2.18 范围，对 组件的抗 PID 没有不同的影响。 4 结语 从以上试验过程和各项测试参数 能够得知，2.10 的折射率能够实现最优 的太阳电池转换效率。而在在增加臭氧 氧化工艺环节，且硅片亲水性合格，并 组件使用抗 PID EVA 的条件下，氮化 硅折射率从 2.02 到 2.18 范围，对组件 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 的抗 PID 没有