利用EL测试仪进行单晶硅太阳电池黑角问题研究

我们使用EL检测仪对P型常规单晶硅太阳电池进行检测, 发现角部发黑问题。研究其与电池制造工艺或单晶硅材料的相关性, 测试正常和黑角电池片的电性能参数发现黑角电池光电转换效率低于19. 90%。经腐蚀剥离电池分析基底单晶硅材料, 发现黑角处材料的少子寿命比中心位置处低约50μs以上。用Schimmel A择优腐蚀液剥离黑角电池, 在黑角位置的硅材料明显出现位错缺陷, 且缺陷数量高于中心区域。经多项实验检测分析, 初步得出EL测试出现黑角边问题的单晶硅电池与基底硅材料的原生缺陷有关。

太阳电池片作为光伏发电的主要部分, 其质量直接影响着太阳电池组件的寿命、稳定性以及光电转换的效率等。随着光伏电池制造业的快速发展及各种外界对光伏市场的不断促进, 加快了光伏产业升级及成本降低的速度[1]。近年来, 光伏发电领域对电池片制造过程的检验手段越来越严格, 如产业化晶体硅电池电学性能检测、外观颜色分选、电致发光 (EL, Electroluminescence) 、光致发光 (PL, Photoluminescence) 缺陷筛选等均已实现在线自动化操作, 大大提高了太阳电池的制作质量和可靠性, 生产成本明显降低。

光伏电池的在线EL检测技术, 可快速准确地检测晶硅太阳电池中存在的隐裂、断栅、黑片、烧结污染和工艺污染等问题。使用EL测试仪检测出的电池的各种缺陷问题中, 如黑斑、黑芯、黑角等, 对有些问题产生的原因、机制还没有得到深入的研究分析。因此, 研究分析晶硅太阳电池产业化中EL黑角问题的原因, 对生产企业提高产品质量降低成本有着重要的意义及价值。文中EL黑角缺陷, 是指电池片EL结果照片四个角中有一个或一个以上的角比其他位置的明显偏暗, 并且从外向内慢慢变亮。

通过对相同制作工艺、光电转换效率相近的正常单晶硅太阳电池和出现黑角问题电池的电性能参数、EL和PL测试, 对测试结果进行研究。主要对问题电池的黑角处的少子寿命、导电类型、电阻率、SEM等测试和电池体内位错腐蚀实验, 分析EL检测电池呈现黑角现象的可能诸因素。

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