n-টাইপ ব্যাক-কন্টাক্ট সোলার কোষে তাপমাত্রা অবনমন এবং LeTID গতিবিদ্যা

পণ্য পরিচিতি

ইন্টারডিজিটেটেড ব্যাক-কন্টাক্ট (IBC) সোলার সেল উভয় মেরুত্বের ধাতব যোগাযোগকে পিছনে স্থানান্তরিত করে। সামনে কোনো গ্রিডলাইন ছায়া থাকে না, তাই টেক্সচারিং এবং অ্যান্টি-রিফ্লেকশন আবরণের অপটিক্যাল সুবিধা সম্পূর্ণরূপে প্রকাশ পায়। ভালো প্যাসিভেশন এবং যোগাযোগ প্রক্রিয়ার সাথে যুক্ত হয়ে, n-টাইপ IBC খুব উচ্চ ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ এবং কারেন্ট ঘনত্বে পৌঁছাতে পারে।

ট্রেড-অফ হল ডিজাইনে নির্মিত একটি কাঠামোগত সংবেদনশীলতা। ফটোজেনারেটেড সংখ্যালঘু বাহককে পিছনের ইন্টারডিজিটেটেড ইমিটার সংগ্রহ করার আগে বেস জুড়ে পার্শ্বীয়ভাবে ভ্রমণ করতে হয়। ডিভাইসের কর্মক্ষমতা মূলত বাল্ক লাইফটাইম এবং পিছনের প্যাসিভেশন মানের উপর নির্ভর করে। একবার পিছনের ইন্টারফেস পুনর্মিলন বা যোগাযোগ ফুটো তাপীয়ভাবে সক্রিয় হয়ে গেলে, অন্ধকার স্যাচুরেশন কারেন্ট ঘনত্ব J0 অসামঞ্জস্যপূর্ণভাবে বৃদ্ধি পায় এবং Voc ক্ষতিগ্রস্ত হয়।

এটিই এই কাজের প্রবেশ বিন্দু। একটি n-টাইপ IBC সেলে, তিনটি প্রমাণের সেট একই তাপীয় পরিবেশে স্থাপন করা হয় যাতে তারা একসাথে লক হয়: 25 থেকে 85°C পর্যন্ত আলোকিত J-V পরিমাপ, 45 থেকে 85°C তাপমাত্রায় এক সূর্যের অধীনে 960 মিনিট পর্যন্ত চালিত একটি LeTID স্ট্রেস পরীক্ষা, এবং একই তাপমাত্রা পরিসরে অন্ধকার I-V বিশ্লেষণ।

পরীক্ষামূলক নকশা

n-টাইপ IBC সেলের ক্রস-সেকশন পরিকল্পনা: পিছনের ইন্টারডিজিটেটেড p+ ইমিটার এবং n+ BSF যোগাযোগ, সামনের টেক্সচারিং এবং ARC।

পরীক্ষার সেলটির ক্ষেত্রফল 258.3 cm², ওয়েফার বেধ 151 ± 6 μm, পিছনের ইন্টারডিজিটেটেড পিরিয়ড প্রায় 480 μm, এবং ইমিটার এবং BSF ফিঙ্গার প্রস্থ প্রায় 250 μm এবং 90 μm। আলোকিত পরিমাপ AM1.5G, 100 mW/cm² এ চালানো হয়েছিল। প্রতিটি তাপমাত্রা বিন্দুতে, তাপীয় স্থিতিশীলতার পরে, পাঁচটি স্ক্যান গড় করা হয়েছিল। LeTID স্ট্রেস সরাসরি স্ট্রেস তাপমাত্রায় পরিমাপ করা হয়েছিল, মাঝপথে ঠান্ডা না করে, এবং 1, 2, 4, 8 মিনিট ইত্যাদির সূচকীয় ব্যবধানে লগ করা হয়েছিল। প্রতিটি প্যারামিটার তার প্রাথমিক মানের সাথে স্বাভাবিক করা হয়েছিল, যা অন্তর্নিহিত অবক্ষয় গতিবিদ্যাকে তাৎক্ষণিক তাপমাত্রা-সহগ প্রভাব থেকে পৃথক করে।

স্থির-অবস্থা তাপীয় সংবেদনশীলতা

চারটি প্যারামিটারের নিজ নিজ 25°C মানের সাপেক্ষে স্বাভাবিক তাপীয় বিবর্তন।

25°C তাপমাত্রায় কোষটি Jsc প্রায় 38.6 mA/cm², Voc প্রায় 0.743 V, FF প্রায় 79% এবং দক্ষতা প্রায় 22.7% দেখায়। 85°C পর্যন্ত গরম করলে, Jsc মাত্র প্রায় 3% বৃদ্ধি পায় (+0.0203 mA·cm⁻²·K⁻¹, প্রায় +0.05%/K)। Voc রৈখিকভাবে −1.4 mV/K হারে (প্রায় −0.2%/°C) হ্রাস পায়। দক্ষতা প্রায় 9% কমে যায় এবং FF প্রায় অপরিবর্তিত থাকে।

ছোট কারেন্ট বৃদ্ধি ব্যান্ডগ্যাপ সংকীর্ণ হওয়ার কারণে ঘটে। ভার্শনি সম্পর্ক অনুসারে শোষণ প্রান্ত দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিকে সরে যায়, ফলে ফটোজেনারেশন সামান্য বৃদ্ধি পায়। দ্রুত ভোল্টেজ হ্রাস J0(T) এর সূচকীয় বৃদ্ধির কারণে ঘটে, যা অন্তর্নিহিত বাহক ঘনত্ব এবং পুনর্মিলন কার্যকলাপ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত। Voc ln(Jsc/J0) এর সাথে সম্পর্কিত, তাই J0-তে মাঝারি বৃদ্ধি পরিমাপযোগ্য ক্ষতির কারণ হতে যথেষ্ট।

এই তাপমাত্রা সহগ উচ্চ-মানের স্ফটিক সিলিকন ডিভাইসে সাধারণ −1.3 থেকে −1.6 mV/K পরিসরে অবস্থিত। এটি প্রতিরোধ- বা পরিবহন-সীমাবদ্ধ নয় বরং পুনর্মিলন-সীমাবদ্ধ কোষ নির্দেশ করে। স্বাভাবিককরণের পরে র্যাঙ্কিং স্পষ্ট: 85°C তে Voc প্রায় 15% কমে, দক্ষতা প্রায় 9% কমে, FF ±1% এর মধ্যে থাকে এবং Jsc আসলে প্রায় 3% বৃদ্ধি পায়।

LeTID গতিবিদ্যা

LeTID অবক্ষয় গতিবিদ্যা।

স্থির-অবস্থা পরিমাপ শুধুমাত্র "কত গরম" এর উত্তর দেয়। LeTID স্ট্রেস পরীক্ষা "সময়ের সাথে কীভাবে পরিবর্তিত হয়" তা পূরণ করে। 85°C তে, Voc প্রথম 10 থেকে 30 মিনিটে দ্রুত হ্রাস পায়, তারপর ধীরে ধীরে আধা-স্যাচুরেশনের কাছে পৌঁছায়। নিম্ন তাপমাত্রায় ক্ষয় অনেক মৃদু। 960 মিনিট পরে Voc প্রায় 0.69 V এ নেমে আসে, Jsc পুরো সময় জুড়ে ±2% এর মধ্যে থাকে, FF সামান্য ওঠানামা করে এবং পরীক্ষামূলক উইন্ডোর মধ্যে কোনো পুনর্জন্ম দেখা যায় না। যেহেতু তাপীয় স্থিতিশীলতার পরে স্ট্রেস তাপমাত্রায় পরিমাপ নেওয়া হয়েছিল, তাই প্রাথমিক ভোল্টেজ হ্রাস ক্ষণস্থায়ী তাপীয় ভারসাম্যের পরিবর্তে দ্রুত ত্রুটি-অবস্থা সক্রিয়করণের জন্য দায়ী করা উচিত। স্থিতিশীল Jsc বলে যে ফটোজেনারেশন এবং শর্ট-সার্কিট নিষ্কাশন প্রভাবিত হয়নি, তাই প্রভাবশালী ক্ষতি প্রজন্ম-সীমাবদ্ধ নয়। লেখকরা একটি সীমাবদ্ধতাও উল্লেখ করেছেন: কোনো ডার্ক-অ্যানিল নিয়ন্ত্রণ পরীক্ষা নেই, তাই সম্পূর্ণ তাপীয় প্রভাবের অবদান সম্পূর্ণরূপে উড়িয়ে দেওয়া যায় না।

ডার্ক-স্টেট যাচাইকরণ

ডার্ক বৈদ্যুতিক আচরণ এবং লিকেজ চ্যানেল: (a) ডার্ক J-V বক্ররেখা, (b) ডিফারেনশিয়াল রেজিস্ট্যান্স, (c) নিষ্কাশিত শান্ট এবং সিরিজ রেজিস্ট্যান্স, (d) শান্ট কন্ডাক্ট্যান্সের অ্যারেনিয়াস বিশ্লেষণ যা Ea ≈ 1.10 eV দেয়।

ডার্ক I-V একই সমস্যাকে আলোকিত অঞ্চলের বাইরে থেকে বিবেচনা করে। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে ফরোয়ার্ড কারেন্ট স্পষ্টভাবে বৃদ্ধি পায়। নিম্ন-বায়াস ঢাল দেখায় শান্ট রেজিস্ট্যান্স স্পষ্টভাবে কমছে, যখন উচ্চ-কারেন্ট অঞ্চল সামান্য পরিবর্তিত হয়। তাই তাপমাত্রা-চালিত রেজিস্ট্যান্স বিবর্তন মূলত লিকেজ অ্যাক্টিভেশন দ্বারা প্রভাবিত, সিরিজ-রেজিস্ট্যান্স অবক্ষয় দ্বারা নয়। আইডিয়ালিটি ফ্যাক্টর ১.০৫ থেকে ১.২৫ এ থাকে, যার অর্থ ডিফিউশন রিকম্বিনেশন প্রাধান্য পায়, উচ্চ তাপমাত্রায় সম্ভাব্য SRH অবদান সহ।

শান্ট কন্ডাক্ট্যান্সের একটি আরেনিয়াস বিশ্লেষণ ln(1/Rsh) বনাম 1/T এর একটি ভাল রৈখিক ফিট দেয় (R² = 0.97), যার অ্যাক্টিভেশন এনার্জি ১.১০ ± ০.০৮ eV। এটি সিলিকন ব্যান্ডগ্যাপের (প্রায় ১.১২ eV) সাথে তুলনীয় এবং রিপোর্ট করা LeTID পরিসরের ০.৮ থেকে ১.২ eV এর মধ্যে পড়ে। ব্যান্ডগ্যাপ-স্কেল অ্যাক্টিভেশন এনার্জি প্রায়শই গভীর-স্তর ডিফেক্ট-সহায়ক পরিবহনের সাথে যুক্ত, তবে অভ্যন্তরীণ ক্যারিয়ার ঘনত্বের অবদানও বাদ দেওয়া যায় না। তাই এটি তাপীয়ভাবে সক্রিয় লিকেজ আচরণকে সমর্থন করে, তবে একটি নির্দিষ্ট ডিফেক্ট প্রজাতি চিহ্নিত করে না।

একীভূত কাঠামো এবং ক্ষেত্র এক্সট্রাপোলেশন

প্রমাণের তিনটি ধারা একটি ঘটনাগত কাঠামোতে একত্রিত হয়: J0(t, T) = J0,intr(T) + A·Ndef(t, T)। অভ্যন্তরীণ স্যাচুরেশন কারেন্টের উপরে একটি তাপীয়ভাবে সক্রিয় ডিফেক্ট অবদান থাকে যা সময় এবং তাপমাত্রার সাথে বিবর্তিত হয়। এটি তখন Voc = (nkT/q)·ln(Jsc/(J0 + 1)) এর মাধ্যমে ভোল্টেজ ক্ষতিতে রূপান্তরিত হয়। রিকম্বিনেশন বৃদ্ধি এবং লিকেজ অ্যাক্টিভেশন একই অভিব্যক্তির মধ্যে সমান্তরালভাবে চলে। স্থির-অবস্থা তাপমাত্রা সহগ, LeTID গতিবিদ্যা এবং ডার্ক লিকেজ বিবর্তন এর মাধ্যমে একসাথে যুক্ত হয়। কাঠামোটি একটি নির্দিষ্ট ডিফেক্ট পরিচয় চিহ্নিত করে না।

বহিরঙ্গন অপারেশনে এক্সট্রাপোলেট করলে: উচ্চ বিকিরণে, মডিউল সেল তাপমাত্রা প্রায়শই ৫০ থেকে ৬৫°C থাকে। −১.৪ mV/K ব্যবহার করলে, ২৫°C এর সাপেক্ষে ৬০°C মানে প্রায় ৪৯ mV ভোল্টেজ ক্ষতি, এবং তাপমাত্রা-ত্বরিত LeTID এর উপরে সময়-নির্ভর ক্ষতি যোগ করে। উপসংহারগুলি শুধুমাত্র পরিমাপ করা সেলের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। ব্যাক-কন্টাক্ট TOPCon এবং ব্যাক-কন্টাক্ট HJT এর জন্য এগুলি শুধুমাত্র একটি গুণগত রেফারেন্স: অবক্ষয়ের মাত্রা, অ্যাক্টিভেশন এনার্জি এবং পুনর্জন্ম গতিবিদ্যা প্রতিটির প্যাসিভেটিং-কন্টাক্ট স্কিম, ইন্টারফেস গুণমান, হাইড্রোজেন বিতরণ এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার উপর নির্ভর করে এবং নিবেদিত তুলনামূলক অধ্যয়নের দাবি রাখে। উষ্ণ জলবায়ুতে উচ্চ-দক্ষতা ব্যাক-কন্টাক্ট ডিভাইসগুলির জন্য, ভোল্টেজ দৃঢ়তা এবং দীর্ঘমেয়াদী শক্তি ফলন শেষ পর্যন্ত পিছনের প্যাসিভেশন স্থিতিশীলতা এবং ডিফেক্ট ব্যবস্থাপনার উপর নির্ভর করে।

Ooitech-এর দৃষ্টিভঙ্গি

এখানে যা আমাদের চোখে পড়ে তা হল সেই 49 mV আউটডোর ক্ষতির কতটা অংশ পিছনের দিকে থাকে, যেখানে প্যাসিভেশন এবং যোগাযোগের গুণমান দীর্ঘমেয়াদী Voc নির্ধারণ করে। মডিউল লাইনে গল্পটি একই: আপনি কীভাবে একটি IBC সেল কাটেন, স্ট্রিং করেন এবং ল্যামিনেট করেন তা নির্ধারণ করে যে সেই পিছনের স্থিতিশীলতা মাঠে টিকে থাকে কিনা। IBC এবং HPBC লেআউটের জন্য টার্নকি লাইন তৈরি করে, আমরা LeTID দৃঢ়তাকে একটি প্রক্রিয়া-ও-উপকরণ সমস্যা হিসাবে দেখি, ঠিক যেমন সেল সমস্যা। আমাদের YouTube চ্যানেলে ফলো করার মতো www.youtube.com/ooitech যদি আপনি দেখতে চান যে ব্যাক-কন্টাক্ট মডিউল আসলে কীভাবে তৈরি হয়।