Ogniwo typu PERC posiada dodatkową warstwę dielektryka, dzięki której zwiększona jest  efektywność ogniwa, odbijającego każde światło docierające do dolnej warstwy płytki bez wygenerowania elektronu z powrotem w głąb ogniwa. Poprzez to odbicie, fotony mają drugą szansę na wytworzenie prądu. Jednak z uwagi na stosowanie większych ilości domieszek w ogniwach typu PERC, negatywny efekt związany z LID jest zwiększony w przypadku tej technologii.

Efekt LID – na czym polega?

LID to Light Induced Degradation czyli zjawisko szybkiej, lecz krótkotrwałej degradacji pod wpływem padającego na ogniwo promieniowania słonecznego. Zjawisko spowodowane jest zanieczyszczeniem krzemu atomami tlenu, który wiąże wprowadzony do płytek krzemowych bor.

Naukowcy z Uniwersytetu w Nowej Południowej Walii twierdzą, że osiągnęli znaczący postęp w identyfikacji, testowaniu i eliminacji tego problemu.

Technologia PERC była intensywnie rozwijana przez ostatnie 18-24 miesięcy. Technologia ta pozwala producentom na modernizację istniejących linii produktów za pomocą przetestowanego narzędzia. Dzięki znanym zabiegom technologicznym, skuteczność komórek typu PERC bazujących na ogniwach monokrystalicznych może być wyższa niż 21%.

Jak zawsze, diabeł tkwi w szczegółach. Chociaż technologia wykorzystywana w przemyśle fotowoltaicznym zapewnia natychmiastowy wzrost wydajności, wyzwanie dla producentów w utrzymaniu konkurencyjności nie jest tak łatwe jak się wydaje.

Komórki wytworzone w technologii PERC wykazują jak już pisaliśmy, degradację wywołaną promieniowaniem słonecznym. Skutki takiej degradacji w najlepszym wypadku nie powodują zwiększenia wydajności, a w gorszym wypadku powodują obniżenie wydajności w stosunku do ogniw wytworzonych tradycyjną technologią.

„Jest to szczególnie nieprzyjemna wada” – powiedział Stuart Wenham, dyrektor Centrum Doskonalenia Fotowoltaiki Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW), przemawiając na konferencji SNEC.

Centrum Doskonalenia Fotowoltaiki Uniwersytetu Nowej Południowej Walii prowadzi badania nad efektem LID w komórkach PERC, współpracując z 12 partnerami z branży. Partnerzy pomagają finansować prace w tej dziedzinie.

Problematyczny efekt LID

Rozwiązania do eliminacji efektu LID w komórkach PERC opartych na ogniwach monokrystalicznych zostały opracowane i skomercjalizowane. Problem pozostałych komórek w technologii PERC ciągle nie jest jeszcze rozwiązany.

Grupa badawcza Wenham w Centrum Doskonalenia Fotowoltaiki Uniwersytetu Nowej Południowej Walii pracowała nad powodem powstawania efektu LID w poszczególnych rodzajach komórek PERC. Zidentyfikowano dwa kluczowe rodzaje podatności na degradacje. Pierwszy rodzaj to degradacja ogniw w ciągu pierwszych 100 godzin ekspozycji na światło. Po tych 100 godzinach komórka powoli i częściowo odzyskuje wydajność. Drugi rodzaj degradacji jest bardziej niebezpieczny, a jego identyfikacja jest bardzo trudna.

„Jedną z rzeczy, z jaką walczy przemysł fotowoltaiczny, jest identyfikacja tego drugiego rodzaju defektów.  Większość ludzi nawet nie wie, że istnieje”, powiedział Wenham.

Ten drugi rodzaj degradacji ukazuje się po około 5-10 latach eksploatacji modułu, lub inaczej po około 100 000 godzin ekspozycji na promieniowanie słoneczne – podaje zespół UNSW.

Co z tym zrobić?

Prace badaczy i działów badawczo-rozwojowych w sektorze PV w ramach poszukiwania rozwiązania dla problemu LID trwają. Takim rozwiązaniem może być intensywny proces uwodornienia. Rozwiązanie produkcyjne nie jest jeszcze dostępne na rynku.

Zespół UNSW współpracuje obecnie z pięcioma partnerami, aby opracować procesy i sprzęt, aby wdrożyć technologię „zaawansowanego uwodornienia”. Jednym z kluczy do potencjalnego rozwiązania problemu LID jest zdolność do kontrolowania stanu ładowania atomów wodoru.

Badania nad możliwością kontroli naładowania półprzewodnika wodorem trwają co najmniej 6 miesięcy.

Źródło: pv-magazine

Redakcja GLOBEnergia