LeTID和LID是一回事嗎？

:計(jì)2019年底PERC產(chǎn)能將達(dá)到近100GW，也就是p型電池技術(shù)將基本進(jìn)入全面PERC的時(shí)代。

（來(lái)源：摩爾光伏微信公眾號(hào)  ID：molepv）

兩到三年前PERC技術(shù)的推廣還受限于LID(Light Induced Degradation)，抗LID衰減技術(shù)的突破使LID得到比較有效的控制[1]。然而，另外一種衰減現(xiàn)象LeTID(Light and elevated Temperature Induced Degradation)被行業(yè)一些廠家如Hanwha Q-cells、阿特斯等，和研究機(jī)構(gòu)UNSW、Fraunhofer、ISC Konstanz等頻頻發(fā)出論文報(bào)道[2,3,4]。LeTID對(duì)PERC組件發(fā)電量影響很大，但光伏行業(yè)似乎對(duì)此“選擇性忽視”，甚至和LID混為一談。

LeTID到底是什么？LeTID與LID是一回事嗎？

我們先來(lái)介紹LID和LeTID的一些背景知識(shí)。

通常所說(shuō)的LID，也就是光致衰減，其衰減速度很快，在幾天內(nèi)就可以達(dá)到飽和。對(duì)于LID衰減的研究非常充分，其產(chǎn)生機(jī)制也得到一致認(rèn)可，主要是硅材料內(nèi)的硼氧缺陷對(duì)[5,6]。因?yàn)榫w生長(zhǎng)方法的差異，單晶硅材料內(nèi)間隙氧含量遠(yuǎn)高于多晶，從而LID衰減也遠(yuǎn)高于多晶。PERC使用了背鈍化技術(shù)，有效少子壽命增加，電池效率大幅度提高，但是硼氧缺陷對(duì)造成的光衰也相應(yīng)大幅度增加。PERC技術(shù)的大規(guī)模導(dǎo)入得益于抗LID衰減技術(shù)和設(shè)備的廣泛應(yīng)用。

LeTID則比較復(fù)雜，沒(méi)有約定俗成的叫法，有時(shí)稱為“光熱衰減”。LeTID衰減最先在多晶上發(fā)現(xiàn)[2]，之后Hanwha Q-cells發(fā)表的論文確認(rèn)在單晶、多晶PERC中都存在[4]。今年9月Fraunhofer 在EU PVSEC發(fā)表的研究結(jié)果顯示，市場(chǎng)上獲取的商業(yè)組件，單多晶PERC組件都普遍存在LeTID，而單晶PERC的LeTID衰減遠(yuǎn)大于多晶PERC。近期ISC Konstanz研究所發(fā)表在PV-Tech上的技術(shù)文章對(duì)LeTID衰減做了比較全面的總結(jié)[7]。我們?cè)谖恼伦詈髸?huì)列出一些有關(guān)LeTID的代表性文獻(xiàn)，供技術(shù)同行們細(xì)品。

關(guān)于LeTID的一些特性我們羅列一下：

如果LID體現(xiàn)的是正常溫度下的、且在短時(shí)間（幾天，一兩個(gè)月）就能達(dá)到飽和的衰減，那么LeTID則是高溫下（75℃或更高）、且較長(zhǎng)時(shí)間（數(shù)月到數(shù)年）內(nèi)才能達(dá)到飽和的衰減；

導(dǎo)致LeTID衰減的機(jī)制包括氫致衰減、鈍化衰減、金屬雜質(zhì)等，而PERC電池的構(gòu)造都與這些機(jī)制有關(guān)[8-12]。如果大家覺(jué)得LeTID既繞口又難懂，我們覺(jué)得叫它高溫LID(Light Induced Degradation at elevated temperature)更直觀；

LeTID是確確實(shí)實(shí)存在的，其衰減幅度可以超過(guò)10%，遠(yuǎn)高于LID。Fraunhofer以及NREL研究人員非常系統(tǒng)地研究測(cè)試了組件工作時(shí)在不同環(huán)境下的溫度，也確實(shí)說(shuō)明組件在沙漠和濕熱地區(qū)溫度要超過(guò)75℃[13,14]。我們行業(yè)需要接受LeTID的存在，理解LeTID機(jī)理，進(jìn)而找出LeTID的解決方案，這就像6、7年前大家理解和解決PID問(wèn)題一樣；

LeTID組件端測(cè)試方法在各個(gè)權(quán)威測(cè)試機(jī)構(gòu)是普遍認(rèn)可的。在IEC 61215組件型式認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的修改草案中，采用電流注入方法來(lái)測(cè)試組件LeTID衰減。而電池端也在幾個(gè)月前開(kāi)始了IEC標(biāo)準(zhǔn)“晶體硅電池LeTID衰減測(cè)試方法”的立項(xiàng)。

那么LeTID和LID是一回事嗎？答案是，LeTID（高溫LID）和LID是不同測(cè)試溫度下所體現(xiàn)出來(lái)的不同衰減行為，參與高溫LID衰減的影響因素更多，影響程度也更大。

因?yàn)闅v史原因，目前行業(yè)普遍采用的LID測(cè)試溫度是比較低的(低于50℃)，因此并不能充分暴露PERC電池和組件產(chǎn)品的高溫衰減風(fēng)險(xiǎn)。這也是很多廠家宣稱LID衰減控制良好，但高溫LID衰減卻很大的原因。有些廠家過(guò)于輕視高溫LID衰減風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)單地采用改變摻雜的硅片來(lái)降低LID衰減，殊不知一葉障目，產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)巨大。

阿特斯研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)高溫LID衰減機(jī)理和防控措施進(jìn)行了長(zhǎng)期深入研究，也自主研發(fā)了抗高溫LID衰減技術(shù)，應(yīng)用在阿特斯的單多晶PERC產(chǎn)品上。同時(shí)還采用了較以上提到的IEC標(biāo)準(zhǔn)草案更為嚴(yán)苛的高溫LID衰減測(cè)試(電池測(cè)試溫度105℃)作為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。

阿特斯作為光伏行業(yè)高效多晶技術(shù)的領(lǐng)跑者，我們有信心給客戶提供高功率(≥370W)、高質(zhì)量(低衰減、低熱斑、高發(fā)電量)、高收益(低LCOE)、多種類型(單面、雙面)的多晶產(chǎn)品，早日實(shí)現(xiàn)光伏平價(jià)上網(wǎng)。

總結(jié)和建議：

1. LeTID（高溫LID）和常規(guī)LID機(jī)理不同，不能混為一談;

2. LeTID對(duì)組件發(fā)電量的確有很大影響，必須重視;

3. Fraunhofer在對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的光伏組件產(chǎn)品盲測(cè)中發(fā)現(xiàn)，單晶PERC組件比多晶LeTID（高溫LID）更嚴(yán)重;

4. 光伏行業(yè)應(yīng)加速出臺(tái)新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，電池片和組件光衰測(cè)試不能只考慮常規(guī)LID，必須加嚴(yán)測(cè)試條件保證LeTID，即高溫LID的測(cè)量。

參考文獻(xiàn)：

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[7]R.Kopecek:

https://www.pv-tech.org/guest-blog/is-letid-degradation-in-perc-cells-another-degradation-crisis-even-worse-th (德國(guó)ISC Konstanz)

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[12] D. Chawla, et al., “PERC Solar Modules: Risks and Mitigation Strategies”, ICF, 2017

[13] M. Koehl, et al.,“Modeling of the nominal operating cell temperature based on outdoor weathering”, Solar Energy Materials & Solar Cells 95, 1638–1646, 2011

[14] D. Miller, et al., “Creep in Photovoltaic Modules: Examining the Stability of Polymeric Materials and Components”, NREL/CP-5200-47718, Presented at the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2010