【科普】什么是光伏电池光衰?

来源:索比光伏网发布时间:2017-12-19 17:05:11

光伏组件制作完成之后,进行功率测试时,组件功率正常,但在光伏电站安装并运营时发现组功率衰减较大,这种现象大多是由于光伏电池光衰引起的。光伏电池光衰可分为两个阶段:初始光致衰减和老化衰减。

初始光致衰减

初始的光致衰减,即光伏组件的输出功率在刚开始使用的最初几天内发生较大幅度的下降,但随后趋于稳定。导致这一现象发生的主要原因是P型(掺硼)晶体硅片中的硼氧复合体降低了少子寿命。通过改变P型掺杂剂,用稼代替硼能有效的减小光致衰减;或者对电池片进行预光照处理,是电池的初始光致衰减发生在组件制造之前,光伏组件的初始光致衰减就能控制在一个很小的范围之内,同时也提高组件的输出稳定性。

电池片光衰更多的与电池片厂家有关,对于组件厂商的意义在于选择高质量的电池片来降低光致衰减带来的影响。

老化衰减

老化衰减是指在长期使用中出现的极缓慢的功率下降,产生的主要原因与电池缓慢衰减有关,也与封装材料的性能退化有关。其中紫外光的照射时导致组件主材性能退化的主要原因。紫外线的长期照射,使得EVA及背板(TPE结构)发生老化黄变现象,导致组件透光率下降,进而引起功率下降。

这就要求组件厂商在选择EVA及背板时,必须严格把关,所选材料在耐老化性能方面必须非常优秀,以减小因辅材老化而引起组件功率衰减。

光致衰减机理

P型(掺硼)晶体硅太阳电池的早期光致衰减现象是在30多年前观察到的,随后人们对此进行了大量的科学研究。特别是最近几年,科学研究发现它与硅片中的硼氧浓度有关,大家基本一致的看法是光照或电流注人导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体,从而使少子寿命降低,但经过退火处理,少子寿命又可被恢复,其可能的反应为:

据文献报道,含有硼和氧的硅片经过光照后其少子寿命会出现不同程度的衰减,硅片中的硼、氧含量越大,在光照或电流注人条件下在其体内产生的硼氧复合体越多,其少子寿命降低的幅度就越大。而在低氧、掺稼、掺磷的硅片中,其少子寿命随光照时间的增加,总体衰减幅度极小。

解决措施

1.改善硅单晶质量

太阳电池性能的早期光致衰减现象主要发生在单晶硅太阳电池上,对于多晶硅太阳电池来讲,其转换效率的早期光致衰减幅度就很小。由此可见硅片自身的性质决定了太阳电池性能的早期光致衰减程度。因此要解决光伏组件的早期光致衰减问题。就必须从解决硅片问题人手。下面就几个方案进行讨论。

A、改进掺硼P型直拉单晶硅棒的质量

一些单晶棒的质量确实令人担忧,如果不能有效的改变这一状况将严重影响光伏产业的健康发展在掺硼直拉单晶产品中主要存在的问题和改进措施:

1)由于原始高纯多晶硅料短缺一些拉棒公司就掺了一些不应该使用的基磷和其它有害杂质含量高的质次的硅料。使用此类材料生产的太阳电池不但效率低,而且早期光致衰减幅度非常大。我们强烈要求不使用低质量的硅料。

2)在高纯多晶硅料中掺人过多低电阻率N型硅料苰IC的废N型硅片等。所制造出的掺硼CZ硅棒是一种高补偿的P型单晶材料。尽管电阻率合适,但硼一氧浓度非常高从而导致太阳电池性能出现较大幅度的早期光致衰减。我们强烈要求不使用低电阻率N型硅料。

3)一些公司拉棒工艺不过关,晶体硅中氧含量过高,内应力大,位错缺陷密度高,电阻率不均匀,都直接影响了太阳电池的效率及稳定性。我们希望改进拉棒工艺。控制氧含量。

用上述几种硅片制作的电池有较大幅度的早期光致衰减,会超出客户所能接受的范围。其实直拉单晶工艺是很成熟的,只要我们把好用料质量关,按正规拉棒工艺生产,硅棒的质量是可以得到较好控制的。

B、利用磁控直拉硅单晶工艺(MCZ)改进单晶硅棒产品质量

此工艺不仅能控制单晶中的氧浓度,也使硅单晶纵向、径向电阻率均匀性得到改善这种工艺已在国内部分拉棒公司开始试用。

C、利用区熔单晶硅工艺(FZ)改进单晶硅棒产品质量

区熔单晶硅工艺避免了直拉工艺中大量氧进人硅晶体的固有缺陷,从而彻底解决了P型(掺硼)太阳电池的早期光致衰减现象。因FZ工艺成本较高,主要用于IC和其它半导体器件的硅片制造,但目前一些公司已对FZ工艺进行相关改造,降低了成本。以适合于太阳电池硅片的制造。国内一些拉棒公司已开展了这方面的试制工作

D、改变掺杂剂,用镓代替硼

用掺稼的硅片制作的电池,没有发现太阳电池的早期光致衰减现象,也是解决太阳电池早期光致衰减的办法之一。

E、使用掺磷的N型硅片代替掺硼的P型硅片

使用诰硅片也是解决电池初试光致衰减问题的方法之一但从目前产业化的丝网印刷诰电池工艺来看,诰电池在转换效率和制造成本上还没有优势,一些关键工艺有待解决

2.对电池片进行先前光照衰减

由于光伏组件的早期光致衰减是由电池的早期光致衰减导致的,对电池片进行光照预衰减,使电池的早期光致衰减发生在组件制造之前。光伏组件的早期光致衰减就非常小了,完全可以控制在测量误差之内。同时也大幅度地减少了光伏组件出现热斑的几率。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201712/19/122118.html

责任编辑:baojinming
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
突破光电调控极限:二维横向异质结中三粒子工程实现多模态光晶体管—Advanced Functional Materials来源:先进光伏 发布时间:2025-12-10 09:53:58

作者利用化学气相沉积法制备的双层MoSe-WSe-MoSe横向异质结,首次在该结构中实现了通过光子能量和栅极电压对光导行为进行动态、可逆的精准调控。这是首次在二维横向异质结中实现如此灵活的光电调控。在WSe区域,则观察到强烈的、尖锐的缺陷态或陷阱态相关发射。结论展望本工作突破传统垂直堆叠异质结的局限,利用化学气相沉积法制备了高质量的双层MoSe-WSe-MoSe横向异质结,并在此基础上制造出多功能光晶体管。

麦田能源:将光揉进荷兰的郁金香来源:麦田能源 发布时间:2025-12-09 16:14:44

种花,也种光在荷兰,风车与郁金香像是大地永恒的符号。麦田能源与本地伙伴携手,将智慧储能系统引入当地花厂,把收集的丰沛日光,转化为可储存、可调度、可复用的绿色动力。荷兰郁金香花厂能量小巨人麦田能源与本地合作伙伴携手,三套G-MAX工商业储能系统悄然落地。

540MW!河北沧州2025风、光项目建设名单公布来源:河北沧州市发展和改革委员会 发布时间:2025-12-09 10:51:53

12月7日,河北沧州市发展和改革委员会发布《沧州市拟申请纳入全省2025年风电、光伏发电年度开发建设方案项目名单公示》。

向海追光 | 深圳安泰科受邀参加第三届海上光伏大会,助力海上光伏发展来源:安泰科能源股份 发布时间:2025-12-09 08:36:40

12月5日,以“聚焦痛点破局,共创海上光伏高质量发展生态”为核心的2025第三届海上光伏大会在福建福州召开。大会由索比光伏网及碳索新能承办,汇聚能源央国企、领先制造商、顶尖设计院等超200余家企业代表,共商海上光伏发展新蓝图。会议期间,深圳安泰科通过展板、画册、技术交流等形式,向与会嘉宾系统展示索网柔性支架系统的广泛应用。

3.35GW!山西2025年风、光发电项目竞配结果发布来源:索比光伏网 发布时间:2025-12-08 16:47:49

来源/山西能源局关于山西省2025年竞争性配置风电、光伏发电项目评审结果的公示根据《山西省2025年风电、光伏发电开发建设竞争性配置工作方案》,经各市初选上报,省能源局组织了2025年竞争性配置风电、光伏发电项目评审,选出符合新能源“标准地”要求的保障性并网项目23个、规模335万千瓦,现将结果予以公示。公示时间为2025年12月5至12月11日。如有异议,请在公示期内向项目所在市能源局提出书面意见,各市汇总上报省能源局。

上能电气:海光赛道硬核发力 全场景方案破解三重痛点来源:索比 发布时间:2025-12-05 16:03:13

上能电气深耕逆变器技术创新,组串式逆变器已实现从175kW到465kW的迭代升级

一道新能 归园·授渔乐 | 光映碧波,渔乐归心来源:一道新能 发布时间:2025-12-05 09:01:39

渔光共辉,渔乐归心光映碧波间,圈圈涟漪映射出鱼塘的生态之乐。"渔光一体"让水域成为立体农场。光伏板为鱼类提供适宜光照,发电不占耕地;养殖尾水经处理后灌溉稻田,形成"水上发电、水下养殖"的闭环。一道新能以创新守护水乡,让每朵浪花都跃动着绿色脉搏。渔光相映处,是科技守护水生态的智慧,亦是人与自然共融的欢歌。归园,让每一圈涟漪都泛起绿色波澜。

以纸承载绿色愿景,以光点亮低碳未来——日托光伏赋能绿色造纸来源:日托光伏 发布时间:2025-12-04 16:34:07

华泰集团东营造纸厂房分布式光伏电站项目顺利建设并开始铺设光伏组件。该项目总装机容量达11.3MW,采用日托光伏SSD455AH6T无框轻钢组件,25年功率质保期内预计总发电量可达2.92亿度,年均发电量1170万度。

山东:存量风、光项目机制电量0~100%,电价0.3949元/度来源:山东省发改委 发布时间:2025-12-03 11:55:42

12月1日,山东省印发《新能源可持续发展差价结算实施细则》、《山东省电力零售市场价格风险防控实施细则》,明确了存量风、光项目的机制电量、电价等规则。山东省新能源全量入市前,存量项目曾持有过渡期间或以后省内中长期合约的,机制电量比例为0。国家确定的光伏领跑者基地项目和2019年、2020年竞价项目,在以上小时数基础上增加10%。

AI精准“追光”:天合跟踪出席CSPV,升级SuperTrack 2.0技术备受关注来源:天合光能 发布时间:2025-12-03 09:17:54

天合跟踪智能控制系统研发负责人孙凯应邀出席,分享了最新升级的SuperTrack2.0技术,为光伏电站在电力市场化环境下实现智能决策与收益最大化提供创新解决方案。优化电站设计方案延长跟踪时间,匹配分时电价天合跟踪依托专业工程服务能力,将SuperTrack2.0智能系统贯穿于电站设计、建设与运行全阶段,提供最优的设计方案。孙凯以模拟河北地区应用SuperTrack2.0技术进行测算。

达拉特旗光伏治沙模式以“一块板”实现“防沙治沙、沙漠增绿、产业升级、富农增收”四光齐亮来源:鄂尔多斯国际荒漠化防治创新中心 发布时间:2025-12-02 09:08:28

近年来,达拉特旗深入学习贯彻习近平生态文明思想,牢固树立生态兴旗、生态强旗的发展理念,坚持统筹谋划、科学布局,创新提出“光伏治沙”模式。(四)以光生金实现富农增收。将光伏产业与乡村振兴有机结合,大力发展绿色富民产业,切实带动农牧民增收致富。依托光伏产业基地独特的林、沙、草资源,大力发展沙漠生态旅游、林下种养殖、林产品加工等林沙产业,并通过“公司+合作社+农牧户”合作模式,辐射带动1100余户农牧民增收。