तापमान गिरावट और LeTID गतिशीलता

त्वरित उत्तर: इंटरडिजिटेटेड बैक-कॉन्टैक्ट सेल दोनों ध्रुवता संपर्कों को पीछे की ओर ले जाते हैं, और उस संरचना का तापमान व्यवहार फ्रंट-कॉन्टैक्ट सेल से भिन्न होता है। यह विश्लेषण IBC सेल में 25 °C से 85 °C तक की स्थितियों में तापमान क्षरण और प्रकाश- तथा उच्च-तापमान-प्रेरित क्षरण, या LeTID को कवर करता है, जिसमें तुलना की गई संरचनाओं के लिए रिपोर्ट किए गए ओपन-सर्किट वोल्टेज लगभग 0.743 V और 0.69 V हैं। इस प्रकार का क्षरण आंशिक रूप से पुनर्प्राप्त करने योग्य होता है, जिससे इसे गलत पढ़ना आसान हो जाता है: तनाव हटाए जाने के बाद पुनर्प्राप्त होने वाला सेल फिर भी स्थायी रूप से प्रदर्शन खो सकता है, और केवल अंतिम संख्या दर्ज करने वाला परीक्षण दोनों को अलग नहीं कर सकता। माप का तापमान उतना ही महत्वपूर्ण है जितना तनाव का तापमान, क्योंकि क्षरण और पुनर्प्राप्ति दोनों तापीय रूप से सक्रिय होते हैं।

PV मॉड्यूल निर्माण · Jerry, Ooitech द्वारा

उत्पाद परिचय

इंटरडिजिटेटेड बैक-संपर्क (IBC) सौर कोशिकाएं दोनों ध्रुवता के धातु संपर्कों को पीछे की ओर ले जाती हैं। सामने कोई ग्रिडलाइन छाया नहीं होती, इसलिए टेक्सचरिंग और एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग के ऑप्टिकल लाभ पूरी तरह से सामने आते हैं। अच्छे पैसिवेशन और संपर्क प्रक्रिया के साथ, n-type IBC बहुत उच्च खुले-सर्किट वोल्टेज और धारा घनत्व तक पहुंच सकता है।

व्यापार-बंद डिजाइन में निर्मित संरचनात्मक संवेदनशीलता है। फोटोजनित अल्पसंख्यक वाहकों को पीछे के इंटरडिजिटेटेड एमिटर द्वारा एकत्र करने से पहले आधार के पार पार्श्व रूप से यात्रा करनी पड़ती है। डिवाइस का प्रदर्शन बड़े पैमाने पर थोक जीवनकाल और पीछे के पैसिवेशन गुणवत्ता पर निर्भर करता है। एक बार पीछे के इंटरफेस पुनर्संयोजन या संपर्क रिसाव थर्मल रूप से सक्रिय हो जाता है, अंधेरे संतृप्ति धारा घनत्व J0 अनुपात से बाहर बढ़ जाता है, और Voc को नुकसान होता है।

यह ठीक इस कार्य का प्रवेश बिंदु है। एक n-type IBC कोशिका पर, तीन प्रकार के साक्ष्य एक ही थर्मल वातावरण में रखे जाते हैं ताकि वे एक साथ जुड़ें: 25 से 85°C तक प्रकाशित J-V माप, 45 से 85°C पर एक सूर्य के नीचे 960 मिनट तक चलाया गया LeTID तनाव प्रयोग, और उसी तापमान सीमा पर अंधेरे I-V विश्लेषण।

प्रायोगिक डिजाइन

n-type IBC कोशिका का क्रॉस-सेक्शन योजनाबद्ध: पीछे इंटरडिजिटेटेड p+ एमिटर और n+ BSF संपर्क, सामने टेक्सचरिंग और ARC।

परीक्षण कोशिका का क्षेत्रफल 258.3 सेमी² है, वेफर मोटाई 151 ± 6 μm है, पीछे की इंटरडिजिटेटेड अवधि लगभग 480 μm है, और एमिटर और BSF उंगली की चौड़ाई लगभग 250 μm और 90 μm है। प्रकाशित माप AM1.5G, 100 mW/cm² पर चले। प्रत्येक तापमान बिंदु पर, थर्मल स्थिरीकरण के बाद, पांच स्कैन औसत किए गए। LeTID तनाव सीधे तनाव तापमान पर मापा गया, बीच में ठंडा किए बिना, और 1, 2, 4, 8 मिनट आदि के घातीय अंतराल पर लॉग किया गया। प्रत्येक पैरामीटर को उसके प्रारंभिक मान पर सामान्यीकृत किया गया, जो आंतरिक क्षरण गतिशीलता को तात्कालिक तापमान-गुणांक प्रभाव से अलग करता है।

स्थिर-अवस्था थर्मल संवेदनशीलता

चार मापदंडों का उनके अपने 25°C मानों के सापेक्ष सामान्यीकृत तापीय विकास।

25°C पर सेल लगभग 38.6 mA/cm² की Jsc, लगभग 0.743 V की Voc, लगभग 79% का FF, और लगभग 22.7% की दक्षता दिखाता है। 85°C तक गर्म करने पर, Jsc केवल लगभग 3% (+0.0203 mA·cm⁻²·K⁻¹, लगभग +0.05%/K) बढ़ती है। Voc −1.4 mV/K (लगभग −0.2%/°C) पर रैखिक रूप से गिरती है। दक्षता लगभग 9% घटती है, और FF मुश्किल से हिलता है।

छोटी धारा वृद्धि बैंडगैप संकीर्णन से आती है। वार्ष्णि संबंध के तहत अवशोषण किनारा लंबी तरंग दैर्ध्य की ओर स्थानांतरित होता है, इसलिए फोटोजनन को थोड़ा बढ़ावा मिलता है। तेज वोल्टेज क्षय आंतरिक वाहक सांद्रता और पुनर्संयोजन गतिविधि द्वारा नियंत्रित J0(T) की घातीय वृद्धि से आता है। Voc ln(Jsc/J0) के साथ स्केल करता है, इसलिए J0 में मध्यम वृद्धि मापने योग्य हानि पैदा करने के लिए पर्याप्त है।

यह तापमान गुणांक उच्च गुणवत्ता वाले क्रिस्टलीय सिलिकॉन उपकरणों में सामान्य −1.3 से −1.6 mV/K सीमा में स्थित है। यह प्रतिरोध- या परिवहन-सीमित के बजाय पुनर्संयोजन-सीमित सेल को चिह्नित करता है। सामान्यीकरण के बाद रैंकिंग उतनी ही स्पष्ट है: 85°C पर Voc लगभग 15% गिरती है, दक्षता लगभग 9%, FF ±1% के भीतर रहता है, और Jsc वास्तव में लगभग 3% बढ़ जाती है।

LeTID गतिकी

LeTID क्षय गतिकी।

स्थिर-अवस्था माप केवल "कितना गर्म" का उत्तर देता है। LeTID तनाव प्रयोग "यह समय के साथ कैसे बदलता है" को भरता है। 85°C पर, Voc पहले 10 से 30 मिनट में तेजी से गिरता है, फिर धीरे-धीरे अर्ध-संतृप्ति की ओर बढ़ता है। कम तापमान पर क्षय बहुत हल्का होता है। 960 मिनट के बाद Voc लगभग 0.69 V तक गिर जाता है, Jsc पूरे समय ±2% के भीतर रहती है, FF थोड़ा उतार-चढ़ाव करता है, और प्रयोगात्मक विंडो के भीतर कोई पुनर्जनन नहीं दिखता। चूंकि माप थर्मल स्थिरीकरण के बाद तनाव तापमान पर लिए गए थे, प्रारंभिक वोल्टेज गिरावट को क्षणिक थर्मल संतुलन के बजाय तीव्र दोष-अवस्था सक्रियण के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए। स्थिर Jsc कहती है कि फोटोजनन और शॉर्ट-सर्किट निष्कर्षण प्रभावित नहीं हुए, इसलिए प्रमुख हानि जनन-सीमित नहीं है। लेखक एक सीमा भी नोट करते हैं: कोई डार्क-एनील नियंत्रण प्रयोग नहीं है, इसलिए शुद्ध थर्मल प्रभाव के योगदान को पूरी तरह से खारिज नहीं किया जा सकता।

डार्क-अवस्था सत्यापन

डार्क विद्युत व्यवहार और रिसाव चैनल: (a) डार्क J-V वक्र, (b) अंतर प्रतिरोध, (c) निकाला गया शंट और श्रृंखला प्रतिरोध, (d) शंट चालकता का अरहेनियस विश्लेषण जो Ea ≈ 1.10 eV देता है।

डार्क I-V समस्या को प्रकाशित क्षेत्र के बाहर से देखता है। तापमान के साथ अग्र धारा स्पष्ट रूप से बढ़ती है। कम-बायस ढलान शंट प्रतिरोध में स्पष्ट गिरावट दिखाता है, जबकि उच्च-धारा क्षेत्र में बहुत कम बदलाव होता है। इसलिए तापमान-संचालित प्रतिरोध विकास रिसाव सक्रियण द्वारा प्रभुत्व है, श्रृंखला-प्रतिरोध अवक्रमण से नहीं। आदर्शता कारक 1.05 से 1.25 पर बना रहता है, जिसका अर्थ है कि प्रसार पुनर्संयोजन प्रमुख है, उच्च तापमान पर संभावित SRH योगदान के साथ।

शंट चालकता का एक अरहेनियस विश्लेषण ln(1/Rsh) बनाम 1/T का अच्छा रैखिक फिट देता है (R² = 0.97), जिसमें सक्रियण ऊर्जा 1.10 ± 0.08 eV है। यह सिलिकॉन बैंडगैप (लगभग 1.12 eV) के तुलनीय है और रिपोर्ट की गई LeTID सीमा 0.8 से 1.2 eV के भीतर आता है। बैंडगैप-पैमाने की सक्रियण ऊर्जा अक्सर गहरे-स्तर दोष-सहायता प्राप्त चालन से जुड़ी होती है, लेकिन आंतरिक वाहक एकाग्रता योगदान को खारिज नहीं किया जा सकता है। इसलिए यह थर्मल रूप से सक्रिय रिसाव व्यवहार का समर्थन करता है बिना किसी विशिष्ट दोष प्रजाति की पहचान किए।

एकीकृत ढांचा और क्षेत्र एक्सट्रपोलेशन

साक्ष्य की तीन पंक्तियाँ एक घटनात्मक ढांचे में परिवर्तित होती हैं: J0(t, T) = J0,intr(T) + A·Ndef(t, T)। आंतरिक संतृप्ति धारा के शीर्ष पर एक थर्मल रूप से सक्रिय दोष योगदान बैठता है जो समय और तापमान के साथ विकसित होता है। यह फिर Voc = (nkT/q)·ln(Jsc/(J0 + 1)) के माध्यम से वोल्टेज हानि में परिवर्तित होता है। पुनर्संयोजन वृद्धि और रिसाव सक्रियण एक ही अभिव्यक्ति के भीतर समानांतर रूप से चलते हैं। स्थिर-अवस्था तापमान गुणांक, LeTID गतिशीलता, और डार्क रिसाव विकास इस प्रकार एक साथ बंधे हैं। ढांचा किसी विशिष्ट दोष पहचान की पहचान नहीं करता है।

बाहरी संचालन के लिए एक्सट्रापोलेट करना: उच्च विकिरण के तहत, मॉड्यूल सेल तापमान अक्सर 50 से 65°C पर रहता है। −1.4 mV/K का उपयोग करते हुए, 25°C के सापेक्ष 60°C का अर्थ है लगभग 49 mV का वोल्टेज हानि, और तापमान-त्वरित LeTID उसके ऊपर समय-निर्भर हानि जोड़ता है। निष्कर्ष केवल मापे गए सेल पर लागू होते हैं। बैक-कॉन्टैक्ट TOPCon और बैक-कॉन्टैक्ट HJT के लिए वे केवल एक गुणात्मक संदर्भ हैं: क्षरण की मात्रा, सक्रियण ऊर्जा, और पुनर्जनन गतिकी प्रत्येक की पैसिवेटिंग-कॉन्टैक्ट योजना, इंटरफ़ेस गुणवत्ता, हाइड्रोजन वितरण, और तापीय स्थिरता पर निर्भर करती है, और समर्पित तुलनात्मक अध्ययन की हकदार है। गर्म जलवायु में उच्च-दक्षता बैक-कॉन्टैक्ट उपकरणों के लिए, वोल्टेज मजबूती और दीर्घकालिक ऊर्जा उपज अंततः रियर पैसिवेशन स्थिरता और दोष प्रबंधन पर निर्भर करती है।

Ooitech का दृष्टिकोण

यहाँ जो बात हमें प्रभावित करती है वह यह है कि उस 49 mV की बाहरी हानि का कितना हिस्सा पिछली सतह पर रहता है, जहाँ पैसिवेशन और संपर्क गुणवत्ता दीर्घकालिक Voc को बना या बिगाड़ देती है। मॉड्यूल लाइन पर भी कहानी वही है: आप IBC सेल को कैसे काटते हैं, स्ट्रिंग करते हैं और लैमिनेट करते हैं, यह तय करता है कि वह पिछली स्थिरता क्षेत्र में बची रहती है या नहीं। IBC और HPBC लेआउट के लिए टर्नकी लाइनें बनाने के बाद, हम LeTID मजबूती को सेल समस्या के साथ-साथ प्रक्रिया और सामग्री की समस्या के रूप में देखते हैं। हमारे YouTube चैनल पर फॉलो करना उचित है www.youtube.com/ooitech यदि आप देखना चाहते हैं कि बैक-कॉन्टैक्ट मॉड्यूल वास्तव में कैसे बनाए जाते हैं।