sales@solarbuy.com

Мой аккаунтКорзинакотировка

$0.00
Привет, мир!

Что такое LID в солнечных панелях? (по сравнению с объяснением технологий PID + Anti-LID)

Углубляясь в характеристики или характеристики солнечных панелей, вы, скорее всего, столкнетесь с термином LID, который легко спутать с другим термином PID.

В этом посте будет рассказано, что такое LID в солнечных батареях и чем он отличается от PID. Вы также узнаете некоторые стратегии смягчения этого явления, а также некоторые передовые технологии защиты от LID, используемые в панельных изделиях.

Светоиндуцированная деградация (LID) солнечных панелей

Что такое LID в солнечных панелях?

LID — это аббревиатура от Light-Induced Degradation.

Классифицируется как один из типов механизма деградации, LID. обычно встречается в солнечных панелях из кристаллического кремния (c-Si) p-типа.. Это относится к явлению, когда производительность панелей снижается, когда они впервые подвергся воздействию солнечного света. 

Это ухудшение обычно происходит в течение первых нескольких часов или дней после воздействия, когда панель распакована или просто установлена ​​на объекте. В течение этого периода потеря мощности панели может составлять примерно 1–3 %, но в некоторых случаях она может быть выше в зависимости от типа используемого кремния и качества производственного процесса.

После этого начального периода, который часто называют «стабилизацией мощности», деградация продолжается, но темпы значительно замедляются и обычно рассчитываются по годам.

Для большинства солнечных панелей c-Si ежегодная скорость деградации из-за LID обычно колеблется от 0.25% до 0.65% в год. В то время как некоторые передовые панели могут иметь более низкие ежегодные темпы деградации, около 0.25% в год.

Что вызывает ЛИД?

Основной причиной ЛИД является образование бор-кислородные (БО) комплексы1 in легированный бором Панели c-Si p-типа, которые улавливают электронно-дырочные пары, которые в противном случае способствовали бы выработке энергии.

Ниже приводится подробное объяснение процесса.

Кремниевые пластины, используемые в производстве солнечных элементов, часто легируются бором (B) для создания полупроводников p-типа. В процессе легирования атомы бора вводятся в кристаллическую решетку кремния, создавая «дырки», которые являются носителями положительного заряда, необходимыми для pn-перехода.

С другой стороны, пластины обычно также содержат небольшое количество кислорода (O), который может быть введен во время процесса Чохральского, используемого при производстве. В отличие от атомов бора эти атомы кислорода занимают межузельные позиции в решетке кремния.

Когда клетки первоначально подвергаются воздействию солнечного света, фотоны генерируют электронно-дырочные пары в кремнии. Эта энергия возбуждения позволяет атомам бора и кислорода становиться подвижными и образовывать комплексы BO, которые вводят дефектные состояния в решетку кремния.

Эти дефекты действовать как рекомбинация центры для электронно-дырочных пар генерируют фотоны, а это означает, что когда электрон и дырка сталкиваются с комплексом BO, они рекомбинируют вместо того, чтобы вносить вклад в электрический ток. 

Другими словами, эта рекомбинация уменьшает количество носителей заряда, доступных для генерации тока, тем самым снижая общую эффективность и производительность панели.

А что насчет ПИД? Чем LID отличается от PID?

PID — это еще один механизм ухудшения качества панели, который является аббревиатурой от Потенциальная деградация.

Это явление относится к явлению, когда электрические токи не текут по определенному пути, а вместо этого движутся через крышку, покрытие, герметизирующий материал или раму, вызывая снижение эффективности и выходной мощности. 

В то время как LID вызывается первоначальным воздействием солнечного света, PID индуцируется сочетанием высокого напряжения, повышенной температуры и высокой влажности, что приводит к миграции ионов и поляризации поверхности.

С точки зрения времени и воздействия, LID возникает в течение короткого периода времени и приводит к первоначальной потере мощности, которая со временем стабилизируется. И наоборот, ПИД может развиваться в течение более длительного периода и часто не сразу заметен в начале эксплуатации. Более того, ПИД-регулятор может вызвать значительную и прогрессирующую потерю мощности, если его вовремя не устранить.

Как смягчить LID в солнечных панелях? (Стратегии и технологии)

Хотя LID, возможно, не так серьезен, как PID, производители и отраслевые эксперты работают над смягчением его воздействия, что имеет большое значение для оптимизации долговечности и максимизации эффективности солнечных систем.

Предварительное состояние солнечных панелей

Перед установкой подвергните солнечные панели воздействию света в контролируемой среде посредством испытания на вспышку или выдерживания света. Этот процесс может помочь стабилизировать производительность панелей, вызывая, а затем контролируемым образом смягчая первоначальную деградацию. В конечном итоге это помогает реализовать стабильную работу системы.

Используйте альтернативные легирующие материалы

Одной из основных причин СИД является присутствие бора в кремнии. Используя альтернативные легирующие материалы, можно избежать образования комплексов BO. 

Например, кремний, легированный галлием, не демонстрирует такого же уровня деградации, как кремний, легированный бором, а именно, что приводит к снижению восприимчивости к СИД.

Соответствие отраслевым стандартам

Крайне важно придерживаться отраслевых стандартов, таких как IEC 61215 в процессе производства панелей. Эта практика гарантирует, что солнечные панели соответствуют строгим критериям производительности, а также согласованности и надежности, в том числе критериям, связанным с LID.

Оптимизировать производственные процессы

Улучшение общих производственных процессов может способствовать снижению LID. Он включает в себя тщательный контроль уровня кислорода для обеспечения низкого загрязнения кислородом пластин, а также оптимизацию температур и продолжительности отжига кремниевых пластин для уменьшения образования дефектов.

Блок-схема состояний и процессов дефектов, связанных с LID BO
Состояния и процессы дефектов, связанных с BO LID. | Вакейро-Контрерас М., Маркевич В.П., Коутиньо Дж. и др. Идентификация механизма, ответственного за деградацию бор-кислородного света в кремниевых фотоэлектрических элементах. Журнал прикладной физики. 2019;125(18). дои: https://doi.org/10.1063/1.5091759

Выбирайте солнечные панели n-типа

Пластины n-типа обычно выигрывают от определенных производственных процессов, которые могут привести к более низкому содержанию кислорода, тем самым сводя к минимуму образование дефектов. Кроме того, панели n-типа легированы фосфором, который не образует с кислородом подобных дефектных комплексов, как в панелях p-типа. Эти свойства в значительной степени позволяют избежать основной причины LID в панелях p-типа.

Более того, время жизни неосновных носителей в кремнии n-типа по своей природе выше, чем в кремнии p-типа. Это также способствует меньшим рекомбинационным потерям и меньшему количеству дефектов.

Внедрение передовых технологий пассивации

Технологии пассивации помогают стабилизировать поверхность кремния и снизить рекомбинационные потери. Их реализация предлагает надежный путь к снижению LID в солнечных панелях.

Благодаря интеграции с высококачественной пассивацией поверхности с помощью таких материалов, как нитрид кремния (SiNx), оксид кремния (SiO2) и оксид алюминия (Al2O3), а также использованию передовых архитектур ячеек, таких как PERC, PERT, ТОПКон и HJT, производители панелей, могут значительно повысить стабильность, эффективность и долговечность своей продукции.

Подвержены ли тонкопленочные солнечные панели воздействию LID?

Тонкопленочные солнечные панели в значительной степени невосприимчивы к традиционным эффектам СИД, наблюдаемым в панелях из кристаллического кремния. Этот иммунитет объясняется, прежде всего, отсутствием образования комплекса BO.

Однако тонкопленочные панели все же могут проявлять другие формы деградации.

Например, тонкопленочные панели из аморфного кремния (a-Si) могут подвергаться другой форме вызванной светом деградации, известной как эффект Стеблера-Вронского. Обычно он стабилизируется после первоначального воздействия света и, как правило, не ухудшается дальше.

Тонкие пленки CdTe и CIGS Панели по своей природе менее склонны к деградации под воздействием света, наблюдаемой в панелях c-Si. Однако со временем они все еще испытывают другие формы деградации.

Заключение

LID, по-видимому, является неотъемлемой характеристикой солнечных панелей c-Si, особенно p-типа.

По истечении начального периода потеря мощности панелей, вызванная LID, все еще может накопиться до немалой цифры. Отрасль продолжает прилагать усилия по минимизации ее воздействия с помощью многогранных подходов.

Хотя это часто прямо не указывается в руководстве по характеристикам солнечной панели, производители несут ответственность за предоставление четкой и прозрачной информации о характеристиках LID своих панелей.

Владельцам предприятий по производству солнечной энергии и разработчикам проектов рекомендуется следить за последними достижениями в области технологий смягчения последствий LID, чтобы обеспечить более надежную работу панелей.

  1. Маркевич В.П. и др. Бор-кислородный комплекс, ответственный за светоиндуцированную деградацию кремниевых фотоэлектрических элементов: новый взгляд на проблему ↩︎

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены * *

LinkedIn facebook Pinterest YouTube Новости twitter Instagram facebook-пусто rss-пустой связанный-пустой Pinterest YouTube twitter Instagram