n-типті артқы контактілі күн элементтеріндегі температуралық деградация және LeTID динамикасы
Мазмұны
Өнім туралы ақпарат
Интердигиталды артқы контактілі (IBC) күн элементтері екі полярлық металл контактілерін артқы жағына ауыстырады. Алдыңғы жағында тор сызығының көлеңкесі жоқ, сондықтан текстуралау мен антирефлексиялық жабынның оптикалық артықшылықтары толық көрінеді. Жақсы пассивация мен контакт процесімен бірге n-типті IBC өте жоғары ашық тізбек кернеуі мен ток тығыздығына жете алады.
Айырбас ретінде дизайнға енгізілген құрылымдық сезімталдық бар. Фотогенерацияланған азшылық тасымалдаушылар артқы интердигиталды эмиттер оларды жинай алмас бұрын база бойымен бүйірлік жүруі керек. Құрылғының өнімділігі негізінен көлемдік өмір сүру уақыты мен артқы пассивация сапасына тәуелді. Артқы интерфейс рекомбинациясы немесе контакт ағыны термиялық түрде белсендірілгенде, қараңғы қанығу ток тығыздығы J0 пропорционалды емес өседі, ал Voc зардап шегеді.
Дәл осы жұмыстың кіру нүктесі. n-типті IBC элементінде үш дәлел жиынтығы бір термиялық ортаға орналастырылған, сондықтан олар бір-бірімен байланысады: 25-тен 85°C-қа дейінгі жарықтандырылған J-V өлшемдері, 45-тен 85°C-қа дейін бір күн астында 960 минутқа дейін жүргізілген LeTID стресс тәжірибесі және сол температура диапазонындағы қараңғы I-V талдауы.
Эксперименттік дизайн
n-типті IBC элементінің көлденең қима схемасы: артқы интердигиталды p+ эмиттер және n+ BSF контактілері, алдыңғы текстуралау және ARC.
Сынақ элементінің ауданы 258,3 см², пластина қалыңдығы 151 ± 6 мкм, артқы интердигиталды периоды шамамен 480 мкм, ал эмиттер мен BSF саусақтарының ені шамамен 250 мкм және 90 мкм. Жарықтандырылған өлшемдер AM1.5G, 100 мВт/см² кезінде жүргізілді. Әр температура нүктесінде термиялық тұрақтандырудан кейін бес сканерлеу орташаланды. LeTID стрессі стресс температурасында тікелей өлшенді, сынақ ортасында салқындатусыз, және экспоненциалды аралықтарда 1, 2, 4, 8 минут және т.б. тіркелді. Әр параметр оның бастапқы мәніне қалыпқа келтірілді, бұл ішкі деградация динамикасын лездік температура коэффициентінің әсерінен бөледі.
Тұрақты күйдегі термиялық сезімталдық
Төрт параметрдің өздерінің 25°C мәндеріне қатысты нормаланған термиялық эволюциясы.
25°C температурада ұяшық Jsc шамамен 38.6 мА/см², Voc шамамен 0.743 В, FF шамамен 79% және тиімділік шамамен 22.7% көрсетеді. 85°C-қа дейін қыздырғанда, Jsc тек шамамен 3% өседі (+0.0203 мА·см⁻²·К⁻¹, шамамен +0.05%/К). Voc сызықты түрде −1.4 мВ/К жылдамдықпен төмендейді (шамамен −0.2%/°C). Тиімділік шамамен 9% төмендейді, ал FF әрең қозғалады.
Токтың аздап артуы тақтааралық саңылаудың тарылуынан болады. Варшни қатынасы бойынша жұтылу шеті ұзынырақ толқын ұзындықтарына ығысады, сондықтан фотогенерация сәл артады. Кернеудің тез төмендеуі J0(T) экспоненциалды өсуінен болады, ол ішкі тасымалдаушы концентрациясы мен рекомбинация белсенділігімен анықталады. Voc ln(Jsc/J0) шамасына пропорционал, сондықтан J0-дің орташа өсуі өлшенетін жоғалтуға жеткілікті.
Бұл температура коэффициенті жоғары сапалы кристалды кремний құрылғыларына тән −1.3 пен −1.6 мВ/К диапазонында орналасқан. Бұл рекомбинациямен шектелген ұяшықты көрсетеді, кедергімен немесе тасымалдаумен шектелген емес. Нормаланғаннан кейін рейтинг анық: 85°C-та Voc шамамен 15%, тиімділік шамамен 9% төмендейді, FF ±1% шегінде қалады, ал Jsc шамамен 3% артады.
LeTID динамикасы
LeTID деградация динамикасы.
Стационарлық өлшеу тек "қаншалықты ыстық" дегенге жауап береді. LeTID стресс тәжірибесі "уақыт бойынша қалай өзгереді" дегенді толтырады. 85°C-та Voc алғашқы 10-30 минутта тез төмендейді, содан кейін баяу квази-қанығуға жақындайды. Төмен температураларда ыдырау әлдеқайда жұмсақ. 960 минуттан кейін Voc шамамен 0.69 В-қа төмендейді, Jsc бүкіл уақыт бойы ±2% шегінде қалады, FF сәл тербеледі, ал эксперименттік терезеде регенерация байқалмайды. Өлшеулер термиялық тұрақтандырудан кейін стресс температурасында жүргізілгендіктен, ерте кернеу төмендеуі өтпелі термиялық тепе-теңдікке емес, жылдам ақау күйінің белсендірілуіне жатқызылуы керек. Тұрақты Jsc фотогенерация мен қысқа тұйықталу экстракциясына әсер етпегенін көрсетеді, сондықтан басым жоғалту генерациямен шектелмеген. Авторлар бір шектеуді де атап өтеді: қараңғы күйдіру бақылау тәжірибесі жоқ, сондықтан таза термиялық әсердің үлесін толық жоққа шығаруға болмайды.
Қараңғы Күйдегі Тексеру
Қараңғы электрлік мінез-құлық және ағып кету арналары: (a) қараңғы J-V қисықтары, (b) дифференциалдық кедергі, (c) алынған шунт және тізбекті кедергі, (d) шунт өткізгіштігінің Аррениус талдауы, Ea ≈ 1.10 эВ.
Қараңғы I-V мәселеге жарықтандырылған режимнен тыс жағынан келеді. Тура ток температурамен айтарлықтай артады. Төмен ығысу кернеуіндегі көлбеу шунт кедергісінің анық төмендейтінін көрсетеді, ал жоғары ток аймағы аз өзгереді. Сонымен, температураға байланысты кедергі эволюциясы сериялық кедергінің нашарлауымен емес, ағып кету активациясымен анықталады. Идеалдылық коэффициенті 1.05-тен 1.25-ке дейін сақталады, бұл диффузиялық рекомбинацияның басым екенін білдіреді, жоғары температурада SRH үлесі мүмкін.
Шунт өткізгіштігінің Аррениус талдауы ln(1/Rsh)-тің 1/T-ге қарсы жақсы сызықтық сәйкестігін береді (R² = 0.97), активация энергиясы 1.10 ± 0.08 эВ. Бұл кремнийдің тыйым салынған аймағымен (шамамен 1.12 эВ) салыстырмалы және LeTID үшін хабарланған 0.8-ден 1.2 эВ-қа дейінгі диапазонға сәйкес келеді. Тыйым салынған аймақ масштабындағы активация энергиясы көбінесе терең деңгейлі ақауларға байланысты өткізгіштікпен байланысты, бірақ меншікті тасымалдаушылар концентрациясының үлесін жоққа шығаруға болмайды. Сонымен, бұл нақты ақау түрін анықтамай, термиялық белсендірілген ағып кету әрекетін қолдайды.
Біріктірілген негіз және өрісті экстраполяциялау
Дәлелдердің үш желісі бір феноменологиялық негізге тоғысады: J0(t, T) = J0,intr(T) + A·Ndef(t, T). Меншікті қанығу тогының үстіне уақыт пен температураға байланысты өзгеретін термиялық белсендірілген ақау үлесі қосылады. Бұл кернеу шығынына Voc = (nkT/q)·ln(Jsc/(J0 + 1)) арқылы айналады. Рекомбинацияның күшеюі мен ағып кету активациясы бір өрнекте параллель жүреді. Осылайша, тұрақты күйдегі температура коэффициенті, LeTID динамикасы және қараңғы ағып кету эволюциясы бір-бірімен байланысты. Негіз нақты ақау түрін анықтамайды.
Ашық аспан астындағы жұмысқа экстраполяциялау: жоғары сәулелену кезінде модуль ұяшықтарының температурасы көбінесе 50-ден 65°C-қа дейін болады. −1.4 мВ/К қолданып, 25°C-қа қатысты 60°C шамамен 49 мВ кернеу шығынын білдіреді, ал температурамен жеделдетілген LeTID оған қоса уақытқа байланысты шығынды қосады. Қорытындылар тек өлшенген ұяшыққа қатысты. Артқы контактілі TOPCon және артқы контактілі HJT үшін олар тек сапалық анықтама болып табылады: деградация шамасы, активация энергиясы және регенерация динамикасы әрқайсысының пассивациялаушы контакт схемасына, интерфейс сапасына, сутегі таралуына және термиялық тұрақтылығына байланысты және арнайы салыстырмалы зерттеуді қажет етеді. Жылы климаттағы жоғары тиімді артқы контактілі құрылғылар үшін кернеу тұрақтылығы мен ұзақ мерзімді энергия өнімділігі түптеп келгенде артқы пассивацияның тұрақтылығына және ақауларды басқаруға байланысты.
Ooitech көзқарасы
Бізді мұнда таң қалдыратыны — сол 49 мВ сыртқы жоғалтудың қаншалықты артқы жағында екендігі, мұнда пассивация мен контакт сапасы ұзақ мерзімді Voc-ты анықтайды. Модуль желісінде де оқиға бірдей: IBC ұяшығын қалай кесу, тігу және ламинациялау — артқы тұрақтылықтың далада сақталуын шешеді. IBC және HPBC құрылымдары үшін толық желілерді құрастыра отырып, біз LeTID төзімділігін ұяшық мәселесі сияқты процесс пен материалдар мәселесі ретінде қарастырамыз. Біздің YouTube арнамызға жазылуға тұрарлық www.youtube.com/ooitech егер артқы контактілі модульдердің қалай жасалатынын көргіңіз келсе.
