MCZ单晶硅太阳电池的光致衰减问题的研究.pdf

晶体硅太阳电池及材料．107． MOZ单晶硅太阳电池的光致衰减问题的研究 陈如龙1，吴而义2，苏世杰2，李振国3，张光春1，施正荣1 (1-尚德电力控股有限公司．江苏无锡214028；2．洛阳尚德太阳能电力有限公司，河南洛阳； 3．西安矽美，陕西西安) 摘要 MCZ法生产的P型掺硼单晶硅片，其制成的太阳电池和光伏组件通过一定时间的光照后，数据显示它们的光 致衰减都较小。通过使用MCZ法来减少P型掺硼单晶硅片中氧含量，可以有效降低太阳电池的光致衰减， 最终使得光伏组件的功率稳定。 关键词 MCZ；氧含量；光致衰减。 ●·●‘·_‘ l刖 昌 晶体硅太阳电池的光致衰减现象首次发现于上世纪七十年代，但近期光伏产业界和研究机构又对此产生了 较大的关注。主要原因是硅片质量下降，导致太阳电池出现较大幅度的早期光致衰减，进而引起光伏组件的功 率下降，且其下降幅度远远超出了客户所能接受的范围。针对这个现实情况，本文通过使用MCZ法生产低氧 含量的硅片来控制最终产品的光致衰减。 2理论基础和实验过程 P型掺硼晶体硅太阳电池的早期光致衰减现象被观察到之后(如图1)，人们对此进行了大量的科学研究。 宁至lk：}= L季0 ·复}_ll l i l 出二a I fH叼 l 图1首次在掺硼CZ-Si太阳电池中观察到早期光致衰减‘1’ 特别是最近几年，科学研究发现早期光致衰减现象与硅片中的硼、氧浓度有关，大家基本一致的看法是光 照或电流注入导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体，从而使少数载流子复合寿命(以下简称少子寿命)降低， 但经过退火处理，少子寿命又可被恢复，其可能的反应方程式为t ．108． 第十届中国太阳能光伏会议论文集 Bs+2例耄墨堕皇塑!蛰 BsO捌 (少子寿命高)●———一 (少子寿命低) 退火处理 根据上述结论，实际生产过程中可以通过降低硅片中氧或硼的含量来降低硅片的少子寿命的光致衰减。但 是为了保证较高的太阳电池转换效率，硅片中硼的含量不可能降低的太多。所以一般是通过降低硅片中氧含量 来降低硅片的少子寿命的光致衰减。前人的相关研究结果见图2： 216ppm21．5ppm ppm IoJ 【oJ=14 loJ219ppm【oJ 图2掺硼、掺镓、掺磷的CZ硅片和掺硼的MCZ硅片光照前后少子寿命的变化G’ 由图2，可以看到使用MCZ法制造硅片中的氧含量比CZ的低一个数量级，且硅片在光照后没有出现少 子寿命的衰减。 2．2实验过程 采用西安矽美公司提供的MCZ单晶硅片，在洛阳尚德生产太阳电池并测量其光衰减程度，最后在无锡尚 德公司完成光伏组件的生产和相关测试。 X ohm·gm，氧含量基本在8～8．4 西安矽美提供的MCZ单晶硅片，电阻率为1．32．3．46 1018个／cm3左右， 比正常的单晶硅片的氧含量1×1018个／cm3低。 洛阳尚德用此MCZ单晶硅片生产太阳电池结果于正常CZ单晶硅片的相同。抽检电池的光衰减测试数据 如下：