烧结曲线对多晶PERC太阳电池光致衰减效应的影响

针对多晶PERC太阳电池其较大的光衰效应会影响功率输出的问题,研究烧结曲线对多晶PERC太阳电池光致衰减效应的影响。在常规烧结曲线1的基础上通过改变烧结曲线峰值温度位置得到优化烧结曲线2和优化烧结曲线3,然后将双面沉积Al₂O₃/SiNx叠层钝化膜的寿命片和丝网印刷后的多晶PERC电池分别采用不同烧结曲线热处理,最后将样品在70℃、800 W/m²环境下进行45 h光衰处理。结果发现经过烧结曲线1～曲线3处理后的寿命片少子寿命衰减率分别为63%、42%和23%,多晶PERC太阳电池转换效率的衰减率分别为6.46%、3.55%和2.30%,光衰处理后的多晶PERC电池的EL测试结果显示烧结曲线1亮度最小,曲线2次之,曲线3最大。以上结果表明,仅通过烧结炉的烧结曲线优化就可以很明显地减小多晶PERC太阳电池的光致衰减幅度,可为探究抑制多晶PERC太阳电池光致衰减效应的方法提供一种全新的思路。     

FAGAN：一种基于模型迁移与注意力机制的太阳电池缺陷图像对抗生成方法

缺陷微小微弱、数据样本规模不足等是制约太阳电池质量检测技术快速发展的瓶颈问题。因此，该文提出一种用于生成太阳电池缺陷图像的生成对抗网络模型FAGAN。该方法先在源域公开道路数据集上进行模型预训练提取跨域底层视觉特征，以提升FAGAN在目标域生成缺陷形式的多样性；然后设计了有效通道空间注意力ECSA，在空间与通道两个维度对缺陷特征进行增强，以提升微小微弱缺陷生成样本的质量。实验结果表明：该文提出的方法所生成的太阳电池缺陷图像的性能评价指标FID优于现有的梯度惩罚Wasserstein距离生成对抗网络（WGAN-GP）、深度卷积生成对抗网络（DCGAN）、循环生成对抗网络（CycleGAN）和样式生成对抗网络（StyleGAN）。     

PERC单晶硅光伏组件EL明暗不均的研究

按不同电阻率对现有产线的硅片进行划分,通过对电池及组件EL测试的机理探索,系统地研究了不同电阻率硅片加工成太阳电池及组件后EL测试的差异,为解决PERC单晶硅光伏组件EL明暗不均的现象提供了方向,具有良好的实际应用价值。     

PERC太阳电池测试分析研究

介绍了PERC太阳电池的基本结构及相关技术发展趋势,针对单晶和多晶PERC太阳电池,采用LED作为光源的太阳模拟器进行测试验证。结果表明:在相同条件下,单晶PERC电池在脉冲100 ms时的转换效率比在10 ms时提升了1.7%;多晶PERC电池在脉冲100 ms时的转换效率比在10 ms时提升了1.5%。进一步验证了PERC技术有利于实现高效晶硅电池的产业化生产,具有很高的实际意义。     

晶体硅太阳电池的缺陷检测及分析

针对晶体硅太阳电池缺陷的检测问题,利用多种测试设备(EL、PL、Corescan等),在电池制作的主要工序段(扩散、镀膜、印刷、烧结)对硅片和电池片进行检测,归纳和总结了电池的各种典型缺陷的成因。     

多晶PERC太阳电池的背面与正面结构性能优化

多晶硅太阳电池以其价格低廉的优势成为低成本太阳电池的首选,但其光电转换效率提升空间有限。钝化发射极和背面电池（PERC）技术是当前晶硅太阳电池提效的主要途径。多晶PERC电池结合了多晶硅电池的低成本和PERC电池的高效,是当前多晶硅电池的研究热点。本文研究了多晶PERC电池的背面和正面结构优化与设计,提出了提高多晶PERC电池效率的产业化技术方法。通过在硅片背面用三层SiN_x:H薄膜来代替常规双层SiN_x:H薄膜,在保证优良的背面钝化的同时,使电池长波响应得到改善,电池光电转换效率由20.19% 提升至20.26%。优化多晶PERC电池的背面激光开窗工艺,使多晶电池效率较常规工艺提升0.11%。而在多晶PERC电池的正面叠加选择性发射极技术,可较常规工艺提升电池效率0.10%。综合运用多种提效手段有利于保持多晶PERC电池的竞争力。     

晶体硅和钙钛矿光伏组件碳足迹研究

全球的光伏技术及其市场在清洁能源运用的不断增进下呈现快速发展趋势。为评估光伏组件在生产和制造环节对环境的影响，利用GaBi软件以及生命周期评估（LCA）的方法进行研究和评估，主要评估对象包含晶体硅光伏组件，这些组件采用不同电池，包括发射极背钝化（PERC）太阳电池、隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳电池和异质结（HJT）太阳电池，以及新型钙钛矿太阳电池（PSCs）。计算发现现有4种光伏组件的典型碳足迹分别为469.25、474.24、427.98和500.55 kg CO2/kW。对于晶体硅太阳电池，硅片生产所引起的碳足迹份额最大，占比达到50%以上。对于钙钛矿太阳电池，其光伏组件由于现阶段产业化效率较低，碳足迹较大。     

双面PERC单晶硅太阳电池工艺研究

从背面反射率及铝栅线设计两方面对双面PERC单晶硅太阳电池工艺进行了优化,并分析了各因素对其性能的影响,最终得到最优工艺参数。测试结果显示,最优组的双面PERC太阳电池平均正面效率为21.74%,平均背面效率为16.22%,双面因子大于74%。     

不同温度条件下晶体硅光伏组件光/电致衰减

晶体硅光伏组件存在多种光/电衰减机制，为了研究不同衰减条件的影响，该文首先对不同条件的衰减机理进行探讨；然后进行不同类型的衰减试验，并对试验结果进行分析。通过试验发现，所有类型的太阳电池均有光致或电致衰减现象；相较于PERC太阳电池，TOPCon太阳电池的光致及电致衰减速率较慢，同时在光致衰减（LID）试验中稳定周期最长；在LID试验后，所有类型太阳电池均会发生高温光致衰减。分析电致衰减（CID）与高温光致衰减（LeTID）试验衰减数据，发现组件功率衰减与填充因子变化呈正相关。     

晶硅太阳电池缺陷分析

介绍了晶硅太阳电池的电致发光(EL)效应和EL缺陷测试仪的工作原理,基于此总结了晶硅太阳电池的工艺缺陷类型并分析其来源,同时通过EL图像进行表征。通过概括不同EL图像的特点,分别对应缺陷类型进行了分析、讨论和总结,揭示了EL图像和晶硅电池缺陷之间的关系,从而有效地反馈生产过程中产生的缺陷类型,有利于生产工艺的改进和经济效益的提升。     

量产效率>22.3%的高阻密栅PERC太阳电池及性能研究

采用低压三步法通磷源扩散制备低掺杂浓度的p-n结,并应用于高阻密栅p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池。通过增加第二步小氮的流量以改变扩散后硅片的方阻。随着方阻的增大,发射极表面掺杂浓度降低、俄歇复合降低、平均少子寿命增加。通过ECV测试,研究不同方块电阻对发射极掺杂浓度及结深的影响,结合发射极光电损耗机理的理论分析,确定优化的扩散后方块电阻180Ω/□及激光选择性掺杂区域方阻为80Ω/□,并对应细栅的数目为114。研究表明,随着发射极方块电阻的提高,太阳电池的短波响应显著提高,短路电流稳定提升80 mA,而通过对细栅线设计的优化,可抑制方阻提高对串联电阻及填充因子的影响,高方阻密栅PERC太阳电池的光电性能显著提升,电池效率稳定提升0.28%,转化效率达到22.3%,体现出高方阻密栅技术应用于PERC太阳电池的巨大潜力。     

电注入退火对P型直拉PERC单晶硅太阳电池电性能和抗LID效应的影响

以p型直拉PERC单晶硅太阳电池为研究对象,研究了电注入退火在不同的电流、时间和温度条件下,电注入退火前、后太阳电池的各项电性能参数的变化,以及经过5 kWh光致衰减(LID)实验后电池电性能参数的变化,实验均采用Halm电学性能测试仪进行测试和分析。结果表明,在目前的电注入设备条件下,以6.0A的电流在180℃温度下处理35min,最有利于p型直拉PERC单晶硅太阳电池由衰减态向再生态转变;电注入退火后,电池转换效率提升了0.8%;在经过5 kWh LID后,电池的转换效率相对于初始值仅降低了0.71%,证明电注入退火可有效降低p型直拉PERC单晶硅太阳电池的LID效应。     

印刷氧化铝技术在黑硅PERC多晶太阳电池中的应用

黑硅PERC多晶太阳电池采用背抛光工艺,其背面刻蚀深度在4.0±0.2μm,在800～1050 nm的光学波长范围内,其反射率较常规刻蚀制备的黑硅多晶太阳电池提升了10%左右;采用氧化铝及氮化硅钝化制备的黑硅PERC多晶太阳电池,WT-2000测得其少子寿命达到33μs;开路电压提升了15.2 mV,短路电流提高了0.372 A,效率达到20.06%。     

添加剂提高宽带隙钙钛矿太阳电池的性能

该文研究聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）对宽带隙钙钛矿薄膜及电池的影响。研究发现PSS添加剂可改善宽带隙钙钛矿薄膜的形貌,提升结晶度并减少缺陷态密度,这有利于抑制混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜的相分离问题。J-V测试结果表明钝化后的宽带隙钙钛矿太阳电池性能得到明显提升。在掺有PSS的宽带隙钙钛矿太阳电池中,开路电压最高可达1.23 V,效率最高可达20.54%,并且相分离被抑制后的封装钙钛矿太阳电池稳定性显著改善,在一个太阳连续光照500 h后,电池效率仍可保持在初始效率的81.9%（氮气环境,温度40℃）。     

基于迁移学习与ResNet的太阳电池缺陷检测方法

针对太阳电池缺陷种类复杂多样、人工检测效率低下的问题,提出一种基于迁移学习与ResNet的太阳电池缺陷检测方法。该方法首先利用残差模块搭建ResNet缺陷检测模型,接着将参数从ImageNet预训练模型迁移到ResNet缺陷检测模型中并使用电致发光(EL)图像微调模型,然后加载最优模型构建缺陷检测分类器实现太阳电池的缺陷检测。将该方法应用到常州某企业太阳电池的缺陷检测中。结果表明:在不同数据比例下,所提方法综合性能最好、泛化能力强、鲁棒性好,能实现模型快速训练并提高太阳电池缺陷检测的准确率,可满足太阳电池缺陷检测的需求。     

激光开槽对MWT+PERC单晶硅太阳电池性能影响的研究

金属缠绕穿透(MWT)技术和钝化发射极及背接触(PERC)技术叠加应用可获得较高的硅太阳电池转换效率,且可以降低硅材料的损耗,但不同的背面激光开槽工艺会对电池的电性能产生不同影响。在保证同批次单晶硅片的背面开槽率(2.10%)不变时,针对MWT+PERC单晶硅太阳电池工艺中的背面激光开槽工艺进行了研究。通过调节激光功率的大小来改变开槽宽度与开槽线间距的大小,从而探究不同开槽图形对MWT+PERC单晶硅太阳电池电性能的影响;同时在3D显微镜下观察不同开槽宽度时硅片表面的激光光斑质量,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察不同开槽宽度时这类电池烧结后局部接触区域的形貌。结果表明,开槽宽度在33～35μm、开槽线间距为0.90±0.05 mm时,MWT+PERC单晶硅太阳电池的电性能及开槽形貌质量最佳。     

浅析一种检测光伏组件缺陷的EL检测单元的设计

为满足光伏组件自动生产线的需要,基于太阳电池电致发光(EL)原理,设计了一种检测光伏组件缺陷的EL检测单元。该检测单元通过测试软件驱动机器视觉系统采集数据,生成光伏组件EL图像,以辅助人工完成光伏组件的缺陷检测,降低了人工疲劳及其他人为因素对检测结果的影响。     

激光掺杂设备在PERC太阳电池生产中的应用

首先介绍了在太阳电池生产过程中激光设备的类型，阐述了激光掺杂工艺在PERC太阳电池生产过程中的重要作用，然后介绍了激光掺杂设备的原理和结构，以及其光斑聚焦原理，提出了光斑异常解决方案，并分析了光路维护要求，提出了可保证了激光掺杂设备高效稳定运行的维护方法。随着对激光设备的深度了解及太阳电池技术的进一步升级，对激光设备的要求会更高，通过不断的优化，激光技术将在太阳电池产业化制造领域得到较好的应用和提升，激光设备也将更快地普及到更多领域。     

整形激光掺杂制备PERC电池选择性发射极研究

研究整形激光掺杂制备选择性发射极(SE)对p型单晶硅钝化发射极局域背接触(PERC)太阳电池的表面金字塔形貌、掺杂分布及电池性能的影响。整形激光具有能量分布均匀、对硅片损伤小等优点。通过改变激光的功率以及激光划线速度在p型单晶硅PERC太阳电池制备了不同掺杂分布的发射极。结合3D激光显微镜、扫描电子显微镜、EDS能谱分析、四探针方阻测试仪、电化学电容法等测试分析方法表征了样品的表面形貌、方阻变化、掺杂浓度曲线和电学性能。本文结合光斑重叠率将不同激光功率和激光划线速度采用公式统一转化为激光能量密度,从而得出制备选择性发射极的最佳激光能量密度。研究结果表明,当激光能量密度为0.97 J/cm2时,电池效率可以稳定提升0.25%以上,体现了整形激光SE技术应用于PERC电池的应用潜力。     

一种高效双路径注意力太阳电池缺陷检测网络

针对多晶硅太阳电池片缺陷尺度不一、跨度大、表面纹理背景复杂、缺陷微小微弱的特性,基于Yolov4提出一种新型检测框架EDANet,构建两个新型的模块：跨尺度空间增强模块（CGSE）和自校准压缩-激励模块（SCSE）。CGSE模块作为空间注意力以多尺度的形式将特征进行融合、抑制背景、突出前景、重加权特征图,引导网络学习正确的前景背景特征分布;SCSE模块以通道注意力的形式对高层特征的每个空间位置建立长距离依赖关系,通过显式合并信息帮助网络生成更多的辨识性表示,以区分微小微弱缺陷。实验结果表明：该网络的均值平均精度（mAP）值达到92.07%,在多晶硅太阳电池缺陷检测精度上有明显提升。