晶体硅太阳电池漏电检测与修复

合集下载

光伏电池的漏电与绝缘监测技术

光伏电池的漏电与绝缘监测技术

光伏电池的漏电与绝缘监测技术光伏电池是利用太阳能将光能转化为电能的一种设备,以其可再生、清洁的特点逐渐成为解决能源短缺和环境污染的重要手段。

然而,在日常使用中,光伏电池往往会出现漏电和绝缘问题,这不仅会影响电池的发电效率,还会对人身安全和设备的正常运行造成严重威胁。

因此,开发一套可靠的漏电与绝缘监测技术对于保证光伏电池安全运行至关重要。

漏电是指光伏电池在工作过程中发生的电流泄漏现象。

光伏电池以太阳能为能源,通过光照产生电流输出,一旦出现漏电,不仅会导致发电效率下降,还可能引发安全事故。

传统的漏电监测方法主要是使用漏电保护器,其原理是通过检测电路中的残余电流来判断是否存在漏电情况。

然而,对于大规模光伏电站而言,传统的漏电保护器往往无法满足监测的需求,并且容易误报误判。

因此,研发一种适用于光伏电池的漏电监测技术势在必行。

绝缘问题是指光伏电池组件表面的绝缘层存在破损,导致电流通过绝缘层流失到地面,从而降低电池的效能。

光伏电池组件通常采用玻璃、背板、线缆等材料来进行封装和组装,而这些材料在长时间的运行中可能会遭受风雨侵蚀和温度变化等因素的影响,从而引起绝缘层的老化和破损。

目前,检测光伏电池绝缘状况的主要方法是使用绝缘电阻仪,通过测量绝缘层的电阻值来判断其是否存在绝缘问题。

然而,传统的绝缘电阻仪只能对整个电池组件进行测试,无法针对单个电池进行监测。

因此,需要开发一种能够在实时、准确地监测光伏电池绝缘状态的技术。

近年来,随着电子技术和通信技术的不断发展,基于物联网的光伏电池漏电与绝缘监测技术逐渐成为研究的热点。

该技术利用传感器、数据传输和云平台等技术手段,将漏电和绝缘监测的数据传输至云端进行分析和处理。

通过实时监测设备状态、报警提醒和故障诊断,可以有效地避免电池组件出现漏电和绝缘问题。

此外,通过物联网技术,还可以实现对大规模光伏电站的集中监测和管理,提高整个电站的运行效率和安全性。

综上所述,光伏电池的漏电与绝缘监测技术是确保光伏电池安全运行的重要环节。

江西省教育厅科学技术研究项目申请书

江西省教育厅科学技术研究项目申请书

江西省教育厅科学技术研究项目
申请书
项目名称:晶体硅太阳电池漏电区域修复技术研究
所属学科:二次能源
申请者:宋贤海
申请单位:南昌航空大学
申请日期:2010.06.14
江西省教育厅
二○一○年制
一、简表
–– 1 ––二、立项依据
-2-三、研究方案
-3-
四、研究基础
五、经费预算
注: 自筹经费来源渠道应附相应的有效证明或材料,装订在申请书后面。

注: 预算支出科目按下列顺序填写: 1. 科研业务费2. 实验材料费 3. 仪器设备费 4. 实验室改装费5.协作费
6. 管理费 7. 其它经费。

开支范围详见《江西省教育厅科学技术研究项目管理办法》。

-7-
六、审查意见
七、省教育厅审批意见。

有关漏电问题的汇总

有关漏电问题的汇总

漏电原因分析
1)印刷铝浆时网版的漏浆及承印面感光纸没有及时更换所致 2)表面杂质:主要是生产过程中环境因素影响,在镀膜面上留下 杂质,印刷时如果和电极重合,在高温烧结时进入PN结导致漏电。 3)浆料污染:银浆长期暴露在空气中,多次印刷过程中有杂质混 入,最终表现出来漏电。 4)烧结温度的控制,如果烧结温度过高,或是硅片本身某个区域 有很深的制绒深洞,在烧结时则会造成烧穿,漏电增加。 5)在硅片传递的任何的一个环节,对硅片的污染则会引起漏电增 加,单晶电池片更为明显,板P更为明显。 6)扩散时,某些区域扩散的P很薄,或是没有扩散,则会造成正电 极和背电场的导通,造成漏电大 。 7)微晶片(1厘米内晶粒数目达到或超过10个)在有微晶的位臵 杂质C和O的含量较高,更容易造成漏电大。 8)网纹存在的位臵氧含量较高,更容易被制绒液腐蚀,绒面更深, 所以外观上发暗,也更容易漏电大。 9)本身的杂质含量较高的硅片强烈依赖背场的钝化和吸杂,若存 在背场或背场印偏的情况,没有背场铝浆所覆盖的话,这个区域 由于没有经过钝化和吸杂,很容易出现漏电偏大
Rsh的讨论
银浆中的银和玻璃料均匀分布在有机载体中组成的分散体系,属含有 悬浮物和弥散物液体的非牛顿液体,其粘度属于反常粘度 F/S是作用于液体上的切变力. dy 是液体的切应变的变化率,它不仅随温 度而变化,而且也随着受到的机械力而变化.厚膜浆料通常是具有触变性 的塑流型或假塑型流体.触变性是指流体受到外力作用时.粘度迅速下降, 外力消失后,粘度迅速恢复原状的性质. 粘度越高, UOC越高, Rsh越高, ISC越高, RS越低,FF越高,η越高.
Rsh的讨论
1,硅材料 单晶硅棒用切片机切割成片时,因机械切割使硅片表面受到损伤的区域 可以分为四部分,即表面粗糙区,碎裂区,位错网络区和弹性应变区.对高精 度切片机损伤区的总厚度约为10~20 μm,这些表面损伤区若不去除掉,将 在高温扩散时产生大量表面复合i中心,增加表面复合几率.减少扩散区域 少子寿命,从而降低太阳电池效率.制造太阳电池时,去除表面损伤层,可通 过制绒面减薄硅片实现. 2, Rsh与刻蚀的关系 基片周边因扩散形成pn结,若去除不尽,将造成电池短路. 等离子刻蚀: CF4——————>C+4F* Si +4F* —————>Si iF4*

如何识别和解决太阳能电池板故障

如何识别和解决太阳能电池板故障

如何识别和解决太阳能电池板故障太阳能电池板是一种利用太阳能将光能转化为电能的设备,它在可再生能源领域发挥着重要的作用。

然而,由于各种原因,太阳能电池板可能会出现故障,影响其正常工作。

本文将介绍如何识别和解决太阳能电池板故障,帮助读者更好地维护和使用太阳能电池板。

首先,识别太阳能电池板故障的第一步是观察电池板的外观。

如果发现电池板表面有明显的损坏或裂纹,那么很有可能是由于外力撞击或过度压力造成的。

这种情况下,需要及时更换或修复受损的部分,以确保电池板的正常运行。

其次,检查太阳能电池板的连接线是否正常。

连接线是将电池板与其他设备连接的关键部分,如果连接线松动或接触不良,会导致电能传输不畅或无法传输。

因此,检查连接线是否完好,并确保连接牢固是解决电池板故障的重要步骤。

此外,太阳能电池板的电池组件也是容易出现故障的部分。

电池组件是太阳能电池板中最核心的部分,负责将光能转化为电能。

如果电池组件老化或受损,会导致电能转化效率下降或无法正常工作。

因此,定期检查电池组件的状态,如是否有腐蚀、变形或短路等问题,是预防和解决电池板故障的重要措施。

另外,太阳能电池板的环境也会对其正常工作产生影响。

太阳能电池板需要充足的阳光照射才能发挥最佳效果,如果有遮挡物或积尘等影响光线照射的因素存在,会导致电能转化效率降低。

因此,保持电池板周围环境的清洁和整洁,确保光线的充分照射是预防太阳能电池板故障的重要措施之一。

最后,定期检查太阳能电池板的性能也是解决故障的重要手段。

通过使用专业的测试设备,对电池板的电压、电流、功率等参数进行检测,可以及时发现并解决潜在的故障。

此外,记录和分析电池板的性能数据,可以帮助判断电池板是否存在故障,并及时采取相应的维修和保养措施。

综上所述,识别和解决太阳能电池板故障需要综合考虑电池板的外观、连接线、电池组件、环境以及性能等方面的因素。

只有通过全面的检查和维护,才能确保太阳能电池板的正常运行和长期使用。

硅胶对比及检测处理方案

硅胶对比及检测处理方案

一.接线盒的粘接太阳电池组件封装完成以后,需要通过胶粘剂把接线盒与背板粘接在一起。

这就要求胶粘剂对各种背板及接线盒具有很好的粘接性能。

为了确保接线盒在局部受力的情况下,即使长期老化后也不会从背板上脱落,要求胶粘剂具有较好的抗撕裂性能及耐老化性能。

二.接线盒的灌封接线盒内元器件的绝缘性能要求很高,太阳电池组件在异常工作条件下会有大量电流通过旁路二极管并使其发热,为提高接线盒的散热性能及绝缘性能需要使用灌封胶,并达到防潮抗震的作用。

灌封胶应具备以下特点:良好的流动性,能够流到狭小的缝隙中;有一定的可操作时间和较快的凝胶时间;固化后应具有良好的绝缘性能;对汇流条没有腐蚀;良好的耐老化性能。

双组分有机硅灌封胶具有良好的绝缘性能、导热性和耐老化性能,无腐蚀性并具有良好的流动性,目前已被广泛应用与接线盒的灌封。

三. IEC和UL标准对太阳电池组件用胶要求的解读目前关于太阳电池组件认证的标准主要有IEC61215[1]、IEC61730[2,3]和UL1703[4],下面是这几个标准对太阳电池组件用胶的要求。

1.IEC61215对太阳电池组件用胶的要求根据10.3条规定,太阳电池组件中的载流部分与边框或外部之间的绝缘电阻不应低于400M (组件面积小于0.1m2)或40MΩ·m2(组件面积大于0.1m2),因此胶粘剂应具有良好的电绝缘性能。

根据10.3、10.10条规定,太阳电池组件需要进行室外曝露试验和紫外预处理试验,在测试试验以后要求外观没有明显的变化,并且绝缘电阻同10.3的规定,因此胶粘剂应具有良好的耐紫外光老化性能,并保持良好的电绝缘性能。

根据10.9和10.18条规定,太阳电池组件需要进行热斑耐久试验和旁路二极管热性能试验,在试验过程中太阳电池组件会产生局部过热的现象,因此胶粘剂应具有良好的耐高温性能及良好的导热性能。

根据10.11和10.12条规定,太阳电池组件需要进行-40℃~85℃的冷热循环试验和-40℃~85℃、85%RH的湿冻循环试验,因此胶粘剂应具有良好的弹性来有效调节不同质材料间的热膨胀差异,并且具有良好的耐高低温和湿冻老化性能来满足组件的粘接性能和电绝缘性能。

太阳电池EL漏电分析及可靠性评估

太阳电池EL漏电分析及可靠性评估

图1 酸抛后的漏电电池硅片PL测试,女,本科、助理工程师,主要从事光伏组件成品的质量管理与生产过程的质量管控、组件生产过程中的异常原图2 正常硅片PL测试3 漏电电池片酸抛后的硅片面少子寿命图4 正常硅片的面少子寿命1.2 酸抛后的漏电电池硅片参数测试漏电电池片酸抛后,对其进行少子寿命、电阻率及厚度测试,具体数据如表1所示。

表1 酸抛后的漏电电池硅片性能参数少子寿命/µs电阻率1.126 1.8000.913 1.0620.963 1.7771.651 1.5301.636 1.3330.974 1.5271.723 1.597少子寿命达到合格的标准是大于1.2测试数据来看,少子寿命存在不合格的情面少子寿命,均值为1.553 µs。

由于漏电电池片所使用硅片的少子寿命低于1.2 µs,因此不满足合格1.4 硅片晶向、位错测试晶向测试。

晶向测试是利用X射线仪进行晶向测定。

其原理为:当一束平行的单色射线射入晶体表面时,X射线照在相邻平面之间的光程差为其波长的整数倍时就会产生衍射。

利用计数器探测衍射线,根据其出现的位置确定单晶的晶向。

位错测试。

位错测试是利用化学择优腐蚀来显示缺陷,试样经择优腐蚀液腐蚀后,在有缺陷的位置会被腐蚀成浅坑或丘,可采用目视法结合金相显微镜进行观察。

片漏电电池片酸抛后进行晶向、位错测试,数据如表2所示。

5 第一次制成的电池片的EL测试结果图6 返工后的电池片EL测试结果2 工艺排查分析2.1 电性能参数对比将漏电电池片与正常电池片在同一测试条件下对比测试。

表3为正常电池片与漏电电池片的性能参数对比。

表3 正常电池片与漏电电池片性能参数对比参数U oc/V I sc/A FF/%N Cell/%I rev1/A 漏电电池10.6469.38281.08520.116 2.267漏电电池20.6479.42780.71620.158 1.839正常电池10.6439.49181.12020.2760.050正常电池20.6459.40681.52420.2600.002为反向电压-10 V时的漏电电流;I rev2流3可知,漏电电池片的并联电阻较小、漏流基本都大于2 A,说明此类电池片不合格。

太阳能电池板的故障诊断与维修方法

太阳能电池板的故障诊断与维修方法

太阳能电池板的故障诊断与维修方法太阳能电池板是一种利用太阳能将光能转化为电能的装置,它具有环保、可再生等优点,因此在当今节能环保的大背景下,太阳能电池板的应用越来越广泛。

然而,由于长期使用或者其他原因,太阳能电池板也会出现故障,影响其正常发电效果。

本文将介绍太阳能电池板的故障诊断与维修方法,帮助读者解决太阳能电池板的故障问题。

首先,我们需要了解太阳能电池板的主要组成部分。

太阳能电池板由多个太阳能电池组成,电池之间通过导线连接成串并联的电池组。

太阳能电池板还包括外壳、玻璃罩、背板等组件。

在进行故障诊断时,我们需要对这些组件逐一进行检查。

首先,检查太阳能电池板的外观是否完好。

外壳是否有明显的破损或者变形,玻璃罩是否有裂纹,背板是否有松动等。

这些问题都可能导致电池板无法正常工作。

如果发现外观有问题,可以考虑更换损坏的部件。

其次,检查太阳能电池板的电池组。

使用万用表测量电池组的电压,判断电池组是否正常工作。

如果电池组的电压低于正常范围,可能是电池老化或者损坏导致的。

此时,需要将损坏的电池更换为新的电池。

另外,还需要检查电池组之间的连接是否牢固,是否有松动或者接触不良的情况。

如果发现连接有问题,可以重新拧紧螺丝或者更换连接器。

除了电池组,太阳能电池板的导线也是常见的故障点。

检查导线是否完好,是否有断裂或者接触不良的情况。

如果发现导线有问题,可以重新焊接或者更换导线。

此外,还需要检查导线的长度是否合适,是否有过长或者过短的情况。

过长的导线会增加电阻,影响电能的传输效果;过短的导线则会限制太阳能电池板的布置位置。

在检查完电池组和导线后,还需要检查太阳能电池板的其他组件。

例如,检查玻璃罩是否干净,有无灰尘或者污渍影响光线的透过效果。

如果发现玻璃罩有问题,可以使用清洁剂和软布进行清洁。

此外,还需要检查背板是否有松动或者变形的情况。

如果发现背板有问题,可以使用胶水或者螺丝固定。

最后,我们需要注意太阳能电池板的安装位置和环境。

《用电致发光(EL)法分析检测晶硅太阳电池的工艺》范文

《用电致发光(EL)法分析检测晶硅太阳电池的工艺》范文

《用电致发光(EL)法分析检测晶硅太阳电池的工艺》篇一一、引言随着科技的发展,晶硅太阳电池已成为现代绿色能源领域的重要一环。

为了确保其性能的稳定和高效,对生产过程中的检测与分析显得尤为重要。

电致发光(Electroluminescence,简称EL)法作为一种有效的非破坏性检测手段,被广泛应用于晶硅太阳电池的工艺分析中。

本文将详细介绍用电致发光法分析检测晶硅太阳电池的工艺,以期为相关研究提供参考。

二、电致发光(EL)法基本原理电致发光法是一种通过在特定电压下激发太阳能电池的电子和空穴复合过程,从而产生光辐射的技术。

在晶硅太阳电池中,当施加电压时,电子和空穴在PN结内运动并发生复合,形成发光现象。

通过对这一过程的发光强度、颜色和发光图案的观察与分析,可以了解太阳电池内部的结构和性能状况。

三、EL法在晶硅太阳电池工艺分析中的应用1. 检测电池内部结构缺陷:通过EL图像,可以观察到电池内部的微小缺陷,如裂纹、杂质等。

这些缺陷会影响电池的光电转换效率。

通过分析EL图像,可以及时发现并修复这些缺陷,提高电池的效率。

2. 分析电池工艺过程:在晶硅太阳电池的生产过程中,EL法可以用于监测各个工艺环节的质量。

通过对不同工艺阶段的EL 图像进行比较和分析,可以找出生产过程中的问题,及时调整工艺参数,从而提高产品的质量。

3. 评估电池性能:EL法可以评估太阳电池的光电性能,如开路电压、短路电流等。

通过对EL图像的定量分析,可以了解电池的性能状况,为后续的优化提供依据。

四、EL法在晶硅太阳电池工艺分析中的优势1. 非破坏性检测:EL法是一种非破坏性检测方法,可以在不损坏太阳电池的情况下进行检测和分析。

2. 高灵敏度:EL法可以检测出微小的缺陷和结构变化,具有较高的灵敏度。

3. 快速便捷:EL法可以在短时间内完成对太阳电池的检测和分析,提高生产效率。

4. 适用范围广:EL法适用于各种类型的晶硅太阳电池,具有较广的适用范围。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

晶体硅太阳电池漏电检测与修复摘要:通过红外热成像无损检测技术拍摄晶体硅太阳电池表面的热分布图,来确定电池漏电的位置。

结合金相显微镜、扫描电子显微镜等分析仪器发现一种新的漏电类型,由多晶硅太阳电池表面附着密集的腐蚀坑所引起的漏电,该漏电成因异于电池片表面的刮伤。

采用波长为1064和532nm 的激光器作为修复漏电电池片的工具,从隔离槽的绝缘性和切断电池片的PN结所需要的槽深作为研究内容,实验了三种不同的修复方案,通过测试并对比修复前后电池片的电性能参数来探索激光器修复漏电所需要的工艺。

实验结果表明:当激光束第二次经过槽内时,可以使槽内残留的硅和金属颗粒完全气化,增加了槽的绝缘性,修复效果优于一次刻槽。

为使漏电电池片得到有效的修复,激光刻槽的深度需在30μm以上,而非理论上的几个微米。

太阳电池漏电也叫旁路结,指除了太阳电池PN结中扩散电流之外的其他线性和非线性暗电流[1]。

O.Breitenstein等[2]从晶体硅太阳电池的原材料和制造工艺的角度把漏电分为以下几种:硅材料中晶格的缺陷,熔铸多晶硅时吸附了SiN微粒,多晶硅晶界处的石墨键的引入,铝颗粒污染电池正面,电池边缘旁路,划痕,裂纹,烧结温度过高产生肖特基电阻。

测试与对比正常电池与漏电电池的伏安特性曲线可以得出,旁路结的存在使得电池的填充因子和转换效率降低,串联电阻增大,并联电阻减小。

含有漏电缺陷的组件在使用过程中如果遇到遮蔽阴影情况下,组件漏电的部位将会消耗整体发电能而产生大量的热量。

在这个过程中,组件的封装材料EVA会被分解成CO和CO2气体。

由于气体被TPT和钢化玻璃密封,当气体压力大于TPT与未燃烧EVA的粘接力时,在发热点处的TPT或玻璃会被爆穿,严重影响组件的使用寿命。

所以如何解决晶体硅太阳电池的漏电问题显得十分必要。

通常质量差的电池片会被整体废弃,造成极大的浪费。

也有将其经过化学腐蚀后重新开始用于制作新的电池,但是对其很难进行手工操作和丝网印刷,且处理成本较高。

针对以上问题,我们提出了漏电检测与修复防患于未然。

1实验 1.1晶体硅太阳电池漏电的检测晶体硅太阳电池漏电检测的关键是漏电部位的准确定位,相关定位方法的报道已经很多。

如利用胆甾相液晶的旋光性原理,制成漏电检测仪器,当温度变化时,选择反射光的颜色就会改变,可以分辨出0.5℃的温度变化[3-4]。

另外还有红外锁像技术(Lock-inthermography,ILIT)、电致发光(Electroluminescence,EL)和光致发光(Photoluminescence,PL)等漏电定位技术。

ILIT通过周期性的外部激励和热像图采集,提取电池表面温度周期性变化的振幅和相位信息,从而大大减少热扩散影响,可以精准锁定漏电位置和面积大小。

电致发光(EL)和光致发光(PL)异于热成像技术,是利用电流注入或光子注入使电池中激发电子空穴对,然后被激发的电子和空穴复合向外发射光子,波长大约为3~5mm。

与热成像相比,EL和PL因为其短波红外光可以穿透玻璃,在组件方面更受重视。

但是在检测漏电缺陷方面红外热成像相对于EL和PL效果更优,根据不同漏电程度的缺陷会显示不同的发热状况,从而直接地判断漏电位置和程度的轻重[5-7]。

图1为定位漏电区域的装置示意图[8],该系统有红外热像仪、直流稳压源、样品台和计算机四部分组成。

红外热像仪采用VH190非制冷焦平面微量热型探测器,50Hz实时成像,探测的光谱范围为7.5~14mm,热灵敏度优于0.08℃。

直流稳压电源采用VD1710-3B三路跟踪直流稳压源。

当太阳电池在外加反向偏压下,漏电区域发热比非漏电区域明显,因而该处温度比非漏电区域高。

利用红外热像仪对太阳电池表面温度分布进行测量就可以确定漏电区域的位置。

某区域的温度越高,该处的漏电流越严重。

1.2晶体硅太阳电池漏电的修复晶体硅太阳电池片等效成无数个“点型”PN结并联而成。

太阳电池漏电的修复就是隔离掉失效部分的PN结,使其不影响整片电池的性能。

传统的机械隔离是一种危险的做法[9],由于精度不高,不但不能隔离掉漏电部位,而且还会引进新的旁路结。

化学刻蚀漏电区域,操作过于繁琐和成本过高,所以我们选用激光器作为修复工具。

聚焦后的极细的激光光束如同刀具,利用其高密度的能量对硅片进行局部照射,使其表层材料气化。

其先进性在于隔离过程为非接触性加工,不产生机械挤压或机械应力,而且热影响区域小,因此不会损伤电池片。

本文从刻槽的绝缘性和深度两方面优化激光工艺参数,结合VeecoNT9000轮廓仪,实验了三种不同的修复方案,即红外激光相同工艺参数下的一次刻槽和两次刻槽,以及绿激光器的两次刻槽。

2结果与分析 2.1多晶密集腐蚀坑型漏电在进行红外热成像时,先对电池先后施加反向偏压,从0V开始逐渐加大,观测电池的发热情况。

严重的漏电一般在0.5V时就出现明显的发热异常,而一般在5V以上才出现异常发热的漏电区对正常工作条件下的电池性能影响很小。

由于硅片热传导性差,通常可以在1~2s内完成电池片的热成像拍摄。

辅助设备用到金相显微镜、扫描电镜和能量质谱仪,可以准确地找出漏电类型。

图2中从金相图和电子扫描图上可以看出多晶硅电池片上有许多暗纹和孔洞,这些暗纹和孔洞异于电池片表面的刮伤。

在多晶硅电池制绒过程中,由于制绒液不均匀,多晶硅片中的小角晶界易于被腐蚀,从而在硅片表面形成暗纹和孔洞。

而小角晶界往往是杂质及缺陷的聚集区域,从而产生旁路结,降低电池片的效率。

2.2旁路结的修复激光光斑重叠率经验计算方法为:m=(1-v/fd)×100%,其中m为激光光斑的重叠率,v为激光光斑移动速度,f为激光器的Q频,d为光斑直径[10]。

根据光斑重叠率的计算公式,调节激光器的相关参数,使激光刻槽均匀连续。

图3为(a),(b)和(c)激光的工艺隔离后的三维轮廓图。

从槽的轮廓图上可以看出,激光的波长和材料的吸收有很大关系,硅片对l=532nm波长的激光有很好的吸收,而l=1064nm波长的激光需要隔离两次才能达到连续均匀的槽。

根据比色条,可以读出槽的深度,l=1064nm的激光刻槽两次的深度大于30mm,l=532nm的激光刻槽两次的深度为30mm。

从同一批次已经被检测出含有旁路结的晶体硅电池进行修复研究,分别按照图3激光的工艺参数进行旁路结隔离。

通过测量对比原始含有旁路结的晶体硅电池和修复后的电池的电性能参数,来评估修复效果。

图4~6为修复前后电池片的效率、串联电阻和并联电阻数据对比。

比较修复前后电性能参数可以发现:采用工艺(a),使太阳电池效率平均降低了0.065%,串联电阻平均降低0.0345%,并联电阻平均提高了80%;采用工艺(b),使太阳电池效率平均提高了1.241%,串联电阻平均降低了5.538%,并联电阻平均提高了100%以上;采用工艺(c),使串联电阻平均增加了1.514%,效率和并联电阻几乎没什么变化。

3结论本文利用红外热成像无损检测技术,结合金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪等辅助分析仪器,发现了一种新的漏电类型,即多晶硅电池表面密集腐蚀坑所引起的漏电,该漏电的成因异于电池片表面的刮伤。

在多晶硅电池制绒过程中,由于制绒液和温度的不均匀,多晶硅片中的小角晶界易于被腐蚀,从而在硅片表面形成暗纹和孔洞,而小角晶界往往是杂质及缺陷的聚集区域,从而产生旁路结,降低电池片的效率。

对比修复前后太阳电池的效率、串联电阻和并联电阻,发现红外激光器的两次刻槽修复的效果优于红外激光一次刻槽和绿激光二次刻槽。

相同激光参数下的两次刻槽修复的效果优于一次刻槽验证了一次刻槽会使槽内残留硅和金属颗粒的猜想。

硅和金属的残渣会使槽的绝缘性大大降低,导致激光修复效果不明显。

轮廓优美的绿激光二次刻槽的深度为30μm,红外二次刻槽的深度大于30μm,但是修复效果优于绿激光器刻槽,说明了想要彻底切断漏电部位和周围PN结的联系,刻槽的深度需30μm以上。

以上实验结果对激光修复产业化研究具有指导性的意义。

参考文献:[1] 金井升,舒碧芬,李军勇,等.单晶硅太阳电池漏电流的红外热成像仪检测[C]// 第十届中国太阳能光伏会议论文集.常州:中国太阳能光伏会议,2008:86-91.[2] BREITENSTEIN O, RAKOTONIAINA J P, AL RIFAI M Ⅱ, etal. Shunt types in crystalline silicon solar cells[J]. ProgPhotovolt:Res Appl, 2004, 12:529-538.[3] SCHMIDT J, DIERKING I. Localization and imaging of localshunts in solar cells using polymer-dispersed diquid crystals [J].Progress in Photovoltalcs, 2001,9:263-271. [4] 陶龙忠,沈辉,王海. 晶体硅太阳电池在线旁路结的测试与分析[J].太阳能学报,2009,30(8):1083-1086.[5] BREITENSTEIN O, BAUER J, TRUPKE T, et al. On the detectionof shunts in silicon solar cells by photo and electroluminescenceimaging[J]. Progress in Photovoltaics, 2008,16:325-330.[6] RAMSPECK K, BOTHE K, HINKEN D, et al. Recombination currentand series resistance imaging of solar cells by combined luminescenceand lock-in thermography [J]. Applied Physics Letters,2007,90:15302-1-15302-3.[7] KASEMANN M, SCHUBERT M C, THE M, et al. Comparison ofluminescence imaging and illuminatedlock-in thermography onsilicon solar cells [J]. Applied Physics Letters, 2006, 89:224102-1-224102-3.[8] 舒碧芬,金井升,张陆成,等.一种利用红外热像仪检测太阳电池漏电流的方法: CN,CN1014355851[P].2009-05-21.[9] KRAY D, HOPMANA S, SPSIEGELB A, et al. Study onthe edgeisolation of industrial silicon solar cells with waterjet-guided laser[J].Solar Energy Materials, 2007, 91:1638-1644.[10] SCHUTZ V, HAUPT O, STUTE U, et al. Laser edge isolationwith a focus on demage reduction by the use of ultra-short pulselasers [C]//25th European Photovoltaic Solar Energy Conferenceand Exhibition, 2010. Valencia, Spain:25th European PhotovoltaicSolar Energy Conference and Exhibition,2010.李路1,孙肖林1, 王芳1,王建波2(1.三江学院电子信息工程学院,2. 中电电气(南京)光伏有限公司)电源技术。

相关文档
最新文档