硅片质量对太阳能电池性能的影响

硅片质量对太阳能电池性能的影响尚德电力控股有限公司 张光春1.引言 2024 年全球商业化光伏电池市场中，由单晶硅和多晶硅组成的晶体硅太阳能电池的市场份额达 87.4％,是光伏市场的绝对主流产品，而且在可见的未来几年内，这种局面不会改变. 1999 年-2024 年全球商业化光伏电池市场份额硅片作为晶体硅太阳能电池的基础材料，其质量对电池性能具有很重要的影响。一方面，硅片的内部缺陷和杂质会直接影响电池的效率和稳定性；另一方面，硅片的外观缺陷和表面质量对电池的制造和外观等也具有很重要的影响。 只有通过硅片供应商和电池片制造商的共同努力，不断改善和提高硅片质量，才能更好地为我们的客户提供高质量的电池和组件。 2. 单晶硅片质量对电池性能的影响 单晶硅由于其本身内部完整的晶体结构，其电池效率明显高于多晶硅电池。然而,单晶硅内部杂质和晶体缺陷的存在会严重影响太阳能电池的效率，比如： (a）光照条件下 B-O 复合体的产生会导致单晶电池的早期光致衰减； (b)内部金属杂质和晶体缺陷(位错等）的存在会成为少数载流子的复合中心，影响其少子寿命，导致电池性能的下降。 2．1 少子寿命对电池性能的影响 少子寿命是指半导体材料在外界注入（光或电）停止后,少数载流子从最大值衰 减到无注入时的初值之间的平均时间. 少子寿命是用于表征材料的重金属沾污及体缺陷的重要参数，少子寿命值越大，相应的材料质量越好。少子寿命已成为生产线上常规测试的一个参数。 我们选取某供应商某批单晶硅片进行实验，将硅片按不同少子寿命区分后，按正常电池工艺做成电池,其少子寿命和电池效率具有很好的对应关系,如下图所示。 2。2 早期光致衰减对电池性能的影响 早期光致衰减机理 P 型掺硼晶体硅太阳电池的早期光致衰减现象最早在 30 多年前就有相关报道。大量的科学讨论发现它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，从而使少子寿命降低，但经过退火处理，少子寿命又可恢复，其反应为： 正是由于掺硼单晶硅在光照条件下硼氧复合体的生成，引起少子寿命的下降，最终导致太阳电池和组件功率的下降。 关于这方面的详细讨论,尚德公司已在第十届光伏大会上发表论文“P 型晶体硅光伏电池和组件早期光致衰减问题的讨论" 。 光致衰减的危害 光伏组件的早期光致衰减 （一）会引起组件功率在使用的最初几天内发生较大幅度的下降,使标称功率和实际功率不符，使组件...