কম-আলো পারফরম্যান্স শোডাউন: TOPCon, BC
সূচিপত্র
দ্রুত উত্তর: কম-আলোর কার্যক্ষমতাই নির্ধারণ করে একটি মডিউলের বাস্তব-জগতের আউটপুট, কারণ ইনস্টল করা বেশিরভাগ সময় 1000 W/m2-এ হয় না। TOPCon, BC এবং তুলনীয় আর্কিটেকচারের মধ্যে একটি তুলনায়, কোষের ধরনগুলির মধ্যে পার্থক্য কম বিকিরণে আউটপুটের শতাংশ হিসাবে প্রকাশ পায়: প্রায় 100 W/m2 অবস্থার অধীনে, একটি আর্কিটেকচার প্রায় 4.38% আপেক্ষিক আউটপুট পরিমাপ করেছে, যেখানে অন্যটির জন্য 2.33%। এই ব্যবধানটি নেমপ্লেট পার্থক্যের চেয়ে ছোট এবং শোনার চেয়ে বড়, কারণ এটি বছরের প্রতিটি কম-আলোর ঘণ্টায় প্রযোজ্য। প্রক্রিয়াটি হল শান্ট রেজিস্ট্যান্স এবং কম ক্যারিয়ার ঘনত্বে পুনর্মিলন — যে কোষে বেশি পুনর্মিলন হয়, আলো দুর্বল হলে তা আনুপাতিকভাবে বেশি হারায়। এ কারণেই স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট শর্তে রেটেড পাওয়ারে জয়ী একটি মডিউল কুয়াশা, মেঘ বা ভোরবেলা ও বিকেলের শেষভাগে উৎপাদনযুক্ত অঞ্চলে বার্ষিক ফলনে হেরে যেতে পারে।
PV মডিউল ম্যানুফ্যাকচারিং · জেরি, Ooitech দ্বারা
ভূমিকা
নেমপ্লেট পাওয়ার একটি রেটেড মান; নিম্ন-আলো প্রতিক্রিয়া বাস্তব-বিশ্ব কর্মক্ষমতা। বিশ্বের বেশিরভাগ অঞ্চলে, 90% এর বেশি সময় বিকিরণ 1000 W/m² এর নিচে থাকে। সৌর দুপুরের চারপাশে মাত্র দুই বা তিন ঘন্টা STC অবস্থার কাছাকাছি আসে। সূর্যোদয়, সূর্যাস্ত, মেঘলা আকাশ, বৃষ্টি—কোষগুলি তাদের কাজের জীবনের বেশিরভাগ সময় নিম্ন আলোতে কাটায়। একটি উচ্চ রেটেড দক্ষতা উচ্চ বাস্তব-বিশ্ব আউটপুটের গ্যারান্টি দেয় না। আজ আমরা নিম্ন-আলো প্রতিক্রিয়া বিশ্লেষণ করি: পদার্থবিদ্যায় কে জিতবে, মাঠে কে শক্তিশালী প্রমাণিত হবে এবং উৎপাদন লাইনে কীভাবে একটি কোষের নিম্ন-আলো গুণমান বিচার করতে হয়।
নিম্ন-আলো প্রতিক্রিয়ার পদার্থবিদ্যা: কে কম লিক এবং রিকম্বাইন করে
ডায়োড সমতুল্য সার্কিট থেকে, নিম্ন আলোতে দক্ষতা হ্রাসের মূল কারণ সহজ: ফটোজেনারেটেড কারেন্ট সঙ্কুচিত হয়, কিন্তু লিকেজ এবং রিকম্বিনেশন আনুপাতিকভাবে সঙ্কুচিত হয় না, তাই তাদের আপেক্ষিক অংশ বৃদ্ধি পায়।
সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর: শান্ট রেজিস্ট্যান্স Rsh
নিম্ন আলোতে ফটোজেনারেটেড কারেন্ট তীব্রভাবে কমে যায়, কিন্তু লিকেজ কারেন্ট প্রায় স্থির থাকে (এটি ভোল্টেজ এবং Rsh-এর উপর নির্ভর করে)। লিকেজ কারেন্টের একটি বড় অংশ Voc কমিয়ে দেয়, যা FF কমিয়ে দেয়, যা দক্ষতা কমিয়ে দেয়।
Rsh যত বেশি (লিকেজ তত কম), নিম্ন-আলো প্রতিক্রিয়া তত ভাল। এটি মূল ভৌত ফ্যাক্টর।
| সেল টাইপ | Rsh বৈশিষ্ট্য | নিম্ন-আলো কর্মক্ষমতা |
|---|---|---|
| HJT | i-a-Si:H প্যাসিভেশন স্তর চমৎকার নিরোধক সহ, অত্যন্ত কম ইন্টারফেস রিকম্বিনেশন | সেরা |
| TOPCon | ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক মেরু সামনে এবং পিছনে বিভক্ত, কয়েকটি প্রান্ত বিচ্ছিন্ন অঞ্চল, নিয়ন্ত্রণযোগ্য লিকেজ পথ | ভাল |
| BC | পিছনের আন্তঃডিজিটেটেড কাঠামো, অনেক P⁺/N⁺ আইসোলেশন ট্রেঞ্চ, প্রান্ত লিকেজ ঝুঁকি বৃদ্ধি | দুর্বল |
গৌণ কারণ: আইডিয়ালিটি ফ্যাক্টর n
আইডিয়ালিটি ফ্যাক্টর পুনর্মিলন প্রক্রিয়া প্রতিফলিত করে: n=1 আদর্শ ডিফিউশন কারেন্টের জন্য, n=2 যখন ডিপ্লেশন অঞ্চল পুনর্মিলন প্রাধান্য পায়। n যত বড়, কম আলোতে পুনর্মিলন ক্ষতি তত বেশি। TOPCon-এর প্যাসিভেটেড কন্টাক্ট স্ট্রাকচার n≈1.1-1.2 দেয়, BC-এর পিছনের আন্তঃডিজিটেটেড PN জংশনে আরও ইন্টারফেস পুনর্মিলন চ্যানেল থাকে n≈1.2-1.4, এবং HJT-এর অ্যামরফাস-সিলিকন প্যাসিভেশন n≈1.0-1.1 এ শ্রেষ্ঠ।
সিরিজ রেজিস্ট্যান্স Rs এখানে কম গুরুত্বপূর্ণ। Rs জুড়ে পাওয়ার লস I²R; কম আলোতে কারেন্ট ছোট, তাই এর আপেক্ষিক প্রভাব দুর্বল হয়।
কেন BC কম আলোতে দুর্বল: একটি কাঠামোগত কারণ
BC পিছনে ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক উভয় ইলেকট্রোড রাখে, যার জন্য P⁺ এবং N⁺ অঞ্চলের মধ্যে বৈদ্যুতিক বিচ্ছেদ অর্জনের জন্য অসংখ্য আইসোলেশন ট্রেঞ্চ প্রয়োজন। এই ট্রেঞ্চ দুটি সমস্যা নিয়ে আসে:
প্রান্ত লিকেজ ঝুঁকি: ট্রেঞ্চ এচিং সিলিকন সাবস্ট্রেটের ক্ষতি করতে পারে এবং লিকেজ পাথ তৈরি করতে পারে। একটি একক BC পিছনের পৃষ্ঠে শত শত আইসোলেশন ট্রেঞ্চ থাকে, প্রতিটি একটি সম্ভাব্য লিকেজ রুট।
ইন্টারফেস পুনর্মিলন: পিছনের আন্তঃডিজিটেটেড কাঠামোর P⁺/N⁺ ইন্টারফেস এলাকা বড় হয়, পুনর্মিলন কেন্দ্র যোগ করে এবং আইডিয়ালিটি ফ্যাক্টর n বাড়ায়।
এটি একটি অন্তর্নিহিত কাঠামোগত চ্যালেঞ্জ, 'কে এটি খারাপভাবে করেছে' তার প্রশ্ন নয়। প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন (ট্রেঞ্চ মরফোলজি নিয়ন্ত্রণ, প্যাসিভেশন স্তর উন্নত করা) সাহায্য করতে পারে, কিন্তু কাঠামোটি BC-কে এই পয়েন্টে একটি প্রাকৃতিক অসুবিধায় ফেলে।
HJT কম আলোতে সেরা পারফর্ম করার কারণ বিপরীত: অন্তর্নিহিত অ্যামরফাস-সিলিকন i-a-Si:H প্যাসিভেশন স্তর চমৎকার সারফেস প্যাসিভেশন, কম ইন্টারফেস স্টেট ঘনত্ব, সর্বোচ্চ Rsh এবং ক্ষুদ্রতম আইডিয়ালিটি ফ্যাক্টর সরবরাহ করে।
ক্ষেত্র প্রমাণ: কম আলোতে প্রতি-ওয়াট আউটপুটে TOPCon BC-কে হারায়
বেশ কয়েকটি পরীক্ষা প্রতিষ্ঠানের ক্ষেত্রের তথ্য একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ দিক নির্দেশ করে:
| পরীক্ষা প্রতিষ্ঠান | অবস্থান | পরিস্থিতি | TOPCon বনাম BC কম-আলো লাভ |
|---|---|---|---|
| CPVT | ইঞ্চুয়ান, নিংজিয়া | সকাল/সন্ধ্যা কম-আলো সময়কাল | মেঘলা +৩.৮৯%, রোদেলা +২.৩৩% |
| CPVT | ইঞ্চুয়ান, নিংজিয়া | অত্যন্ত কম বিকিরণ (০-১০০ W/m²) | +4.38% |
| TÜV Nord | কাগোশিমা, জাপান | <৪০০ W/m² | +10.79% |
| TÜV Rheinland | চেংডু | ৯০% মেঘলা/বৃষ্টির দিন | +২.৩৭%, সকাল/সন্ধ্যা পিক +৭.১৮% |
| CGC | হাইনান | ১২৭ দিন যার মধ্যে ৭৬টি বৃষ্টির দিন | +7.83% |
| স্টেট গ্রিড | ঝাংবেই | ২০০ W/m² | +2.6% |
কম আলোর অবস্থায়, TOPCon-এর প্রতি ওয়াট আউটপুট BC-এর চেয়ে বেশি, এবং বিকিরণ যত কম, ব্যবধান তত বেশি।
কিন্তু একই প্রযুক্তি পথের মধ্যে বৈচিত্র্যও বড়। কার্বন সার্চ ইভালুয়েশন ল্যাবের মাল্টি-সাপ্লায়ার তুলনামূলক পরীক্ষায় দেখা গেছে BC পণ্য হারায় ২.৭৮% থেকে ৬.৫৭% ২০০ W/m² কম বিকিরণে, যেখানে TOPCon-এর পরিসর ২.১৪% থেকে ৪.৭২%. তিনটি প্রযুক্তির "সেরা পণ্য"-এর মধ্যে ব্যবধান একই পথের "ভাল পণ্য বনাম খারাপ পণ্য"-এর মধ্যে ব্যবধানের চেয়ে ছোট।
উৎপাদন উপসংহার: নির্বাচনের সময়, একটি প্রস্তুতকারকের প্রক্রিয়া স্তর প্রযুক্তি পথের পছন্দের মতোই গুরুত্বপূর্ণ।
তাপমাত্রা সহগকে কম-আলো প্রতিক্রিয়ার সাথে গুলিয়ে ফেলবেন না
তাপমাত্রা সহগ এবং কম-আলো প্রতিক্রিয়া দুটি স্বাধীন প্যারামিটার, কিন্তু এগুলি সহজেই মিশে যায়।
| প্যারামিটার | প্রাসঙ্গিক পরিস্থিতি | HJT | TOPCon | BC |
|---|---|---|---|---|
| তাপমাত্রা সহগ | উচ্চ-তাপমাত্রার পরিস্থিতি (মডিউল >৫০°C) | -0.24%/℃ | -0.29%/℃ | -0.26%/℃ |
| কম-আলো প্রতিক্রিয়া | কম-বিকিরণ পরিস্থিতি (<৪০০ W/m²) | সেরা | ভাল | দুর্বল |
গরম, মেঘলা গ্রীষ্মের দিনে, উচ্চ তাপমাত্রা এবং কম আলো একসাথে থাকে, এবং HJT উভয় ক্ষেত্রেই এগিয়ে থাকে, এর সুবিধা বাড়িয়ে তোলে। ঠান্ডা, মেঘলা শীতের দিনে, কম তাপমাত্রা তাপমাত্রা সহগের প্রভাব কমিয়ে দেয়, এবং কম-আলো প্রতিক্রিয়া প্রধান ভূমিকা নেয়। কম-আলো কর্মক্ষমতা ব্যাখ্যা করতে তাপমাত্রা সহগ ব্যবহার করবেন না, এবং কম-আলো কর্মক্ষমতা থেকে তাপমাত্রা সহগ অনুমান করবেন না—এগুলি দুটি ভিন্ন ভৌত রাশি।
কম-আলো অপ্টিমাইজেশন এবং UVID প্রতিরোধও অন্তর্নিহিতভাবে ভৌতভাবে পরস্পর-বর্জনকারী নয়। কম আলো বৈদ্যুতিক ক্ষতি প্রক্রিয়ার (Rsh, n) উপর নির্ভর করে, যেখানে UVID উপাদানের স্থিতিশীলতার (প্যাসিভেশন-স্তরের রাসায়নিক বন্ধন, এনক্যাপসুল্যান্ট ফিল্ম) উপর নির্ভর করে। স্বাধীন অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে দুটিকেই আলাদাভাবে উন্নত করা যায়।
প্রোডাকশন লাইনে একটি সেলের কম-আলোর গুণমান কীভাবে বিচার করবেন
সবচেয়ে সরাসরি সূচক: শান্ট রেজিস্ট্যান্স Rsh।
I-V পরীক্ষায়, একটি সেলের Rsh যত বেশি, কম আলোতে তার কর্মক্ষমতা তত ভালো হওয়ার সম্ভাবনা। যদি একটি ব্যাচে Rsh-এর বিস্তৃত বিতরণ থাকে এবং কম Rsh-এর সেলের অনুপাত বেশি হয়, তবে কম-আলোর আউটপুট অবশ্যই ক্ষতিগ্রস্ত হবে।
BC লাইনের জন্য বিশেষ নোট: EL ইমেজে আইসোলেশন-ট্রেঞ্চ অঞ্চলে অস্বাভাবিক উজ্জ্বল দাগ দেখানো সেলগুলির সম্ভবত কম Rsh থাকে। এটি পূর্বে উল্লিখিত "ট্রেঞ্চ এজ লিকেজ"-এর সাথে মিলে যায়—একটি সমস্যা যা কাঠামোটি স্বাভাবিকভাবেই প্রবণ।
TOPCon লাইন: Rsh সাধারণত 1000 Ω·cm² এর উপরে স্বাভাবিক; 500 এর নিচে এজ আইসোলেশন বা প্যাসিভেশন স্তরে পিনহোল তদন্তের প্রয়োজন। চমৎকার কম-আলোর আচরণ সহ সেলগুলি সাধারণত 3000 এর উপরে Rsh দেখায়।
HJT লাইন: Rsh স্বাভাবিকভাবেই বেশি, এবং 5000 এর উপরে সাধারণ। কিন্তু HJT সেলে কম Rsh সাধারণত TCO এবং a-Si:H ইন্টারফেসে কিছু ভুল হয়েছে তা বোঝায়।
সারসংক্ষেপ
কম-আলো প্রতিক্রিয়ার পদার্থবিদ্যার খাতা: HJT সেরা, TOPCon ভাল, BC কাঠামোগত চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি। ক্ষেত্রের খাতা: কম আলোতে, TOPCon-এর প্রতি-ওয়াট আউটপুট সত্যিই BC-কে ছাড়িয়ে যায়, এবং বিকিরণ যত কম, ব্যবধান তত বেশি। তবে শুধুমাত্র প্রযুক্তি পথ দিয়ে বিচার করবেন না—একই পথে ভাল এবং খারাপ পণ্যের মধ্যে ব্যবধান পথগুলির মধ্যে ব্যবধানের চেয়েও বড়।
তথ্য সূত্র: CPVT ইয়িনচুয়ান ফিল্ড টেস্ট (2025), TÜV নর্ড কাগোশিমা ফিল্ড টেস্ট, TÜV রাইনল্যান্ড চেংদু ফিল্ড টেস্ট, CGC হাইনান ফিল্ড টেস্ট, স্টেট গ্রিড ঝাংবেই ফিল্ড টেস্ট, কার্বন সার্চ ইভালুয়েশন ল্যাব মাল্টি-সাপ্লায়ার তুলনা পরীক্ষা (2025)।
Ooitech-এর মতামত: বাস্তব-বিশ্বের কম-আলোর আউটপুট, নামপ্লেট দক্ষতা নয়, একটি সোলার সেলের প্রকৃত পরিমাপ, এবং শান্ট রেজিস্ট্যান্স হল একক ফ্যাক্টর যা এটি সবচেয়ে বেশি নির্ধারণ করে।
