W ogniwach typu PERC zastosowano dodatkową warstwę dielektryczną, co przekłada się na wzrost ich efektywności poprzez odbijanie światła, które dociera do dolnej części struktury, ale nie prowadzi do wygenerowania elektronu. Dzięki temu odbiciu fotony mogą ponownie zostać wykorzystane do produkcji energii elektrycznej. Jednocześnie, ze względu na intensywniejsze domieszkowanie charakterystyczne dla tej technologii, zauważalne jest silniejsze oddziaływanie zjawiska LID, co wpływa niekorzystnie na parametry pracy ogniwa.
Przeczytaj także:
- Poziom naładowania baterii SOC – co to jest?
- Jak poradzić sobie z przegrzewaniem się magazynów energii?
- Jak działają magazyny energii w niskich temperaturach?
Co to jest efekt LID w fotowoltaice?
Zjawisko LID, czyli degradacja wywoływana przez światło, objawia się szybkim, choć krótkotrwałym spadkiem wydajności ogniw fotowoltaicznych pod wpływem promieniowania słonecznego. U jego podstaw leży obecność atomów tlenu w krzemie, które tworzą trwałe związki z borem dodawanym do struktury półprzewodnikowej.
Postęp w rozpoznawaniu, analizie i ograniczaniu tego zjawiska został osiągnięty przez badaczy z Uniwersytetu w Nowej Południowej Walii, co otwiera drogę do dalszego doskonalenia technologii. Przez ostatnie miesiące intensywnie rozwijano rozwiązania oparte na koncepcji PERC, umożliwiające unowocześnienie istniejących linii produkcyjnych przy użyciu sprawdzonych narzędzi. W efekcie, dla ogniw monokrystalicznych osiągnięto wydajność przekraczającą 21%, przy wykorzystaniu znanych procedur technologicznych.
Mimo że wdrożenie nowych rozwiązań zapewnia zauważalny wzrost sprawności, utrzymanie przewagi na rynku wymaga ciągłego reagowania na pojawiające się ograniczenia. Jednym z nich pozostaje nadal obecność LID, która w ogniwach PERC prowadzi do obniżenia ich efektywności w porównaniu z rozwiązaniami opartymi na tradycyjnych metodach produkcji.
Badania nad zjawiskiem LID w ogniwach typu PERC są prowadzone przez Centrum Doskonalenia Fotowoltaiki działające przy Uniwersytecie Nowej Południowej Walii. W realizację tych prac zaangażowanych zostało dwunastu przedstawicieli sektora przemysłowego, którzy wspierają działania poprzez współfinansowanie prowadzonych analiz i eksperymentów.
Efekt LID w panelach fotowoltaicznych
Dla ogniw monokrystalicznych w technologii PERC opracowano i wdrożono rozwiązania umożliwiające ograniczenie efektu LID, jednak problem ten nadal występuje w przypadku pozostałych wariantów tych komórek.
W Centrum Doskonalenia Fotowoltaiki przy Uniwersytecie Nowej Południowej Walii, zespół badawczy kierowany przez Wenhama prowadził prace nad określeniem przyczyn występowania degradacji w różnych typach ogniw PERC. W toku badań wskazano dwa odmienne mechanizmy odpowiedzialne za spadek wydajności. Pierwszy z nich objawia się w ciągu początkowych 100 godzin kontaktu z promieniowaniem, po czym następuje częściowy i powolny powrót parametrów do poziomu wyjściowego.
Drugi mechanizm cechuje się znacznie większym wpływem na trwałość modułów i pozostaje trudny do wykrycia, ponieważ ujawnia się dopiero po kilku latach pracy instalacji, zwykle po upływie 5 do 10 lat lub około 100 000 godzin ekspozycji na światło słoneczne — informuje zespół naukowy z UNSW.
Co zrobić z efektem LID w ogniwach fotowoltaicznych?
W sektorze fotowoltaiki kontynuowane są intensywne prace badawcze mające na celu znalezienie skutecznego sposobu ograniczenia zjawiska LID. Jedną z potencjalnych dróg rozwiązania problemu może okazać się zastosowanie intensywnego procesu uwodornienia, jednak obecnie nie istnieje jeszcze gotowe rozwiązanie możliwe do wdrożenia w produkcji przemysłowej.
Zespół badawczy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii współdziała z pięcioma partnerami przemysłowymi, prowadząc prace nad opracowaniem odpowiednich metod i urządzeń niezbędnych do realizacji technologii określanej jako „zaawansowane uwodornienie”. Jednym z istotnych aspektów tego podejścia jest możliwość precyzyjnego sterowania stanem naładowania atomów wodoru w strukturze materiału. Prace nad kontrolą procesu uwodornienia półprzewodników prowadzone są od co najmniej pół roku.
