Mono-kristalli PERC modullari bor{4}}kislorod (B-O) kompleksi nuqsonlari tufayli birinchi yil -3% ga (o‘rtacha o‘rtacha 1,92%) degradatsiyaga uchraydi, bu esa hayot aylanishi davomida energiya ishlab chiqarishda sezilarli yo‘qotishlarga olib keladi;
N-turi TOPCon, fosforli qo'shilgan gofretlardan-foydalanib, BO-LID mexanizmidan qochadi va birinchi-yil degradatsiyasiga erishadi.<1% (outdoor demonstration only 0.51%).
Yinchuan namoyishi ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki: Ekvivalent nurlanish ostida TOPCon modullari 6000 soatdan keyin PERC modullarining 37% dan kamroq qismini buzadi.
TOPConning tunnel oksidi qatlami va poli{0}}kremniy passivatsiya tuzilishi bir vaqtning o'zida sirt rekombinatsiyasini bostiradi,natijada laboratoriya yorug'ligining{0}}degradatsiyasi 0,26% gacha past bo'ladi.
24% -26% konvertatsiya samaradorligi ustunligi bilan birgalikda past degradatsiya TOPConga erishishga imkon beradiDastlabki xarajat mukofotini qoplaydigan 3-5 yillik quvvat olishkatta{0}}miqyosdagi elektr stansiyalarida, yuqori-samaradorlik modulini tanlash mantiqini qayta shakllantirdi.
Sabablari
Bor{0}}Kislorod komplekslarining hosil boʻlishi va faollashishi
LID ning asosiy mexanizmi yorug'lik ostida bor-kislorod komplekslarining (B-O) hosil bo'lishidir. Bor bilan qoʻshilgan P-tipli gofretlarda bor atomlari oraliq kislorod bilan birikib, beqaror B-O nuqsonlarini hosil qiladi:
· Shakllanish holati: Under illumination intensity >1 mVt/sm² boʻlganida, bor{1}}kislorod kompleksi faol holatga (B holatiga) oʻtadi va bu ozchilik tashuvchining ishlash muddatini 1000 mks dan 500 mks dan pastga tushishiga olib keladi.
· Harorat ta'siri: Har 10 daraja harorat oshishi bilan B-O kompleks hosil boʻlish tezligi 2-3 barobar ortadi. Masalan, 75 gradusda PERC modullarining LID degradatsiyasi darajasi 25 darajaga nisbatan 4,7 baravar ko'p.
· Kislorod tarkibidagi farq: Kvars tigellari yordamida yetishtiriladigan mono-kristalli kremniyda kislorod miqdori 10{2}}14 ppma, ko‘p{6}}kristalli kremniy quyishda esa atigi 1-2 ppma bo‘ladi. Bu mono-Si-da multi-Si-ga nisbatan 2-3 barobar yuqori LID degradatsiyasiga olib keladi.
LIDda jarayon parametrlarini kuchaytirish effekti
Hujayra ishlab chiqarish jarayonlari B-O komplekslarining faolligiga bevosita ta'sir qiladi:
·Sinterlash harorati: When sintering peak temperature >850 daraja, passivatsiya qatlamidan vodorod kremniy substratga tarqalib, bor bilan birlashib, qaytariladigan nuqsonlarni hosil qiladi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, sinterlash haroratining har 50 daraja oshishi uchun LeTID degradatsiyasi darajasi 0,8% ga oshadi.
·Metall ifloslanish: Temir (Fe) aralashmalari bor bilan qoʻshilib Fe{0}}B juftlarini hosil qiladi, ular yorugʻlik ostida Feⁱ va Bⁱ⁰ ga parchalanadi, qoʻshimcha rekombinatsiya markazlari. 1 ppm temir ifloslanishi LID degradatsiyasini 0,5% ga oshirishi mumkin.
·Vodorod passivatsiyasining etarli emasligi: Passivatsiya qatlamidagi vodorod miqdori (masalan, AlOx/SiNx) bo'lganda<1×10¹⁹ atoms/cm³, it cannot effectively passivate B-O defects. TOPCon requires 40% less hydrogen due to the absence of boron doping, improving defect regeneration efficiency.
Hujayra tuzilishi va LID sezuvchanligi o'rtasidagi bog'liqlik
Turli xil hujayra tuzilmalari LID javobida sezilarli farqlarni ko'rsatadi:
·PERC hujayralari: Orqa passivatsiya qatlami uzun-to'lqin uzunligidagi yorug'likning yutilishini oshiradi, bu esa tashuvchining yuqori konsentratsiyasiga va B-O kompleks faolligiga olib keladi. O‘lchovlar shuni ko‘rsatadiki, PERC LID degradatsiyasi an’anaviy alyuminiy orqa yuzasi maydoni (Al{4}}BSF) hujayralariga nisbatan 1,8 baravar ko‘p.
·TOPCon hujayralari: Tunnel oksidi qatlami (SiOx) qalinligi 1,5 nm da boshqarilsa, sirt rekombinatsiya tezligi<0.5 cm/s, suppressing defect activation. Lab data indicates TOPCon's LID degradation rate is 82% lower than PERC.
·Geterobirikma (HJT) hujayralari: Amorf kremniy passivatsiya qatlami qo'shimcha nuqsonlarni keltirib chiqaradi, ammo interfeys holatining 90% vodorod bilan ta'minlash orqali tuzatilishi mumkin, bu esa LID degradatsiyasini 0,3% dan past bo'ladi.
Atrof-muhit omillari va LIDning dinamik reaktsiyasi
LIDni tezlashtiruvchi tashqi muhit mexanizmlari:
·UV nurlanishi: Ultraviolet light (280-320nm) induces oxygen vacancy generation, which combines with boron to form complexes. Zhangbei demonstration data shows, in regions with annual UV irradiation >2000 kVt/m², PERC modullari qo'shimcha 0,7% LIDga ega.
·Yuqori harorat va namlik: 85 daraja /85% RH sharoitida namlikning kirib borishi bor{2}}kislorod komplekslarining gidrolizlanishiga olib keladi, harakatchan ionlar hosil qiladi va rekombinatsiya markazining tarqalishini tezlashtiradi. Nam issiqlik sinovi (1000 soat) PERC moduli LID ning 1,2% degradatsiyasiga olib keldi.
·Mexanik stress: Modulning inkapsulyatsiya kuchlanishi gofretlarda mikro-yorilishlarni keltirib chiqaradi. Yoriq uchlaridagi kislorod kontsentratsiyasi gradienti mahalliy B-O kompleksi hosil bo‘lishini qo‘zg‘atadi. Termal velosipedda (-40 daraja ~ 85 daraja) sinovlar paytida, yorilib ketgan modullar buzilmagan modullarga qaraganda 0,9% yuqori LID degradatsiyasiga ega edi.
Maʼlumotlar-Driven LID bashorati modeli
Fizika{0}}asosidagi LID prognozi koʻp oʻlchovli-parametrlarni birlashtirishni talab qiladi:
·Asosiy oʻzgaruvchilar: Bor konsentratsiyasi (B), Kislorod konsentratsiyasi (O), Effektiv tashuvchi kontsentratsiyasi (Dn), Harorat (T).
·Empirik formula: LID degradatsiya darajasi (%)=0.003×B×O×exp(-Ea/(kT)), bu yerda Ea=0.85eV (bor-kislorod rekombinatsiyasining faollashuv energiyasi), k Boltsman doimiysi.
·O'lchovni tekshirish: 1000 ta PERC xujayralari statistikasi formulani bashorat qilish xatoligini ko'rsatadi<±0.2%, can guide wafer doping process optimization.
Degradatsiya tezligini taqqoslash
Laboratoriya yorug'ligi-Induced degradatsiya sinov shartlari va ma'lumotlari
Standartlashtirilgan LID laboratoriya sinovlari tartibi:
·Yoritish dozasi: 5 kVt/m² (AM1,5G spektri, 1000 Vt/m² intensivlik)
·Haroratni nazorat qilish: 25 daraja doimiy harorat
·Sinov muddati: 100 soat davomida doimiy yoritish
Texnologiyani takomillashtirish
Borli dopingga alternativalar
Ildiz muammosi: P-tipdagi PERC hujayralari bor-kislorod komplekslari (BO-LID) tufayli birinchi yil-3% gacha (laboratoriya ma'lumotlari) degradatsiyaga uchraydi.
Yechimlar:
·Galliy (Ga) doping: BO-LID reaksiya yoʻlidan qochib, dopant sifatida borni galiy bilan almashtiring. Galliyning ajralish koeffitsienti (0,35) bordan (0,8) past bo'lib, issiqlik maydonining taqsimlanishini sozlashni talab qiladi:
o Kristal o'sish harorati: 1450 daraja → 1520 daraja (Ga uchuvchanligini pasaytiradi)
o Radial harorat gradienti:<5°C/cm (improves crystal quality)
o O'lchangan effekt: LID degradatsiyasi 3% dan 0,7% gacha kamaydi, lekin qarshilik o'zgarishi ±12%.
·Indiy (In) qo-doping: Bor-indiy-dopingi (B: In=10:1) kislorodning eruvchanligini yanada pasaytiradi:
o Kislorod miqdori: 10ppma → 5ppma
o ozchilik tashuvchining ishlash muddati: 500mks → 800mks
o Xarajatlarning oshishi: Gofret narxi 0,005$/W ga oshdi.
Tozalash jarayoni:
·Past-haroratda yumshatish (LTA):
o Harorat: 200 daraja → 300 daraja
o Vaqt: 10 daqiqa → 30 daqiqa
o Ta'siri: vodorod passivatsiyasini faollashtiradi, bor{0}}kislorod nuqsonlarini tiklaydi
o Ma'lumotlar: PERC hujayra LID degradatsiyasi 0,5% ga kamaydi.
Passivatsiya qatlamini yangilash
Yuzaki passivatsiya texnologiyasi:
·AlOx/SiNx Stack:
o Qalinligi nazorati: AlOx 3nm + SiNx 80nm
o Yuzaki rekombinatsiya tezligi:<10 cm/s (conventional PERC 20 cm/s)
o Lab data: Minority carrier lifetime increased to >1500μs.
Orqa passivatsiyani optimallashtirish:
·SiNx qalinligini sozlash:
o An'anaviy: 120nm → Optimallashtirilgan: 150nm
o Ta'siri: Borning orqaga tarqalishini kamaytiradi, LeTIDni bostiradi
o Natija: LeTID degradatsiyasi 1,17% dan 0,3% gacha kamaydi.
Konvertatsiya samaradorligi
Ommaviy ishlab chiqarish samaradorligi 25,4% ga etadi(SunPower Maxeon 7),laboratoriya rekordi 26,8%, yaqinlashmoqda28,7% nazariy chegara;
PERC to'xtab qolgan23.5%. TOPConning harorat koeffitsienti-0,29% / daraja, ikki yuzlilik85%+tomonidan energiya hosildorligini oshirish20%, buzilish darajasi<0.4% per year, 30 yillik quvvatni saqlash87%.
Nazariy chegaralar
Mono{0}}kristalli PERC ning jismoniy chegarasi
P-tipli gofretlarga asoslangan mono-kristalli PERC xujayralari nazariy samaradorlik chegarasi 24,5% (Shockley-Queisser chegarasi).
Bu qiymat kremniyning tarmoqli oralig'i (1,1 eV) va quyosh spektrining mosligi bilan aniqlanadi.
Ommaviy ishlab chiqarishda bor dopingi bor{0}}kislorodli komplekslarini (B-O) hosil qiladi, bu esa yorug'lik ta'sirida degradatsiyaga (LID)- sabab bo'ladi, birinchi{3}}yilda samaradorlik 2-3% ni yo'qotadi.
