晶硅太阳能电池载流子诱导衰减与再生恢复实验研究

作     者：蔡林林 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张宪民;冼志军

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：晶硅太阳能电池 载流子诱导衰减 再生恢复 电致发光 平均灰度值 

摘      要：随着以晶硅太阳能电池为主的光伏行业的快速发展,对于太阳能电池及其组件的品质要求也越来越高,同时晶硅太阳能电池存在的光致衰减效应也越来越被重视。本课题针对晶硅太阳能电池存在的光致衰减效应,对晶硅太阳能电池进行载流子诱导衰减与再生恢复进行了实验研究,并提出了一种利用晶硅太阳能电池电致发光图像灰度值变化的缺陷分析方法。(1)为克服光注入抗光衰存在的能耗问题,本文利用晶硅太阳能电池电致发光原理,设计了一套集电注入抗光衰与电致发光测试一体的实验装置,能够通过电致发光图像灰度值变化分析缺陷。根据电致发光原理选用合适的近红外相机和镜头,以及选用合适的滤波、图像处理算法,并搭建相应的实验装置。(2)对晶硅电池进行电注入和光注入诱导衰减实验。通过电池电学性能的分析,可以明确两种方法都能使单晶硅电池发生3%-5%的衰减。通过分析电池电致发光图像灰度衰减变化,可以得出电池缺陷是不均匀的,衰减和再生是同步进行的,不同区域位置的衰减差异较大等结论;采用指数模型来拟合衰减速率与载流子注入条件的关系,拟合效果很好。(3)对晶硅电池进行电注入和光注入再生恢复实验。通过电池电学性能的分析,可以确定电池电学性能最终都能够恢复到初值的99%以上。通过对电池电致发光图像暗域、明域和全域灰度值的分析,发现电池整体恢复效果很好,甚至某些区域位置的性能超过了初值;采用指数模型来拟合再生速率与载流子注入条件的关系,拟合效果很好。实验结果也表明利用电致发光图像灰度值变化来反映电池性能的变化是可行的,并且效果很好。