Во сончевите ќелии постојат различни видови на струја, како што се темна струја, обратна струја и струја на истекување. Овие струи имаат различен степен на влијание врз излезната моќност на сончевите модули. Разликувањето на карактеристиките на овие струи може да помогне во идентификувањето на причините за абнормална излезна моќност на модулот, придонесувајќи за темелно решавање на проблемите.
Темна струја
Дефиниција
Темната струја, позната и како обратна струја на сатурација без осветлување, се однесува на обратната еднонасочна струја генерирана во PN спој под услови на обратна поларизација кога нема инцидентна светлина. Генерално е предизвикана од дифузија на носачот или дефекти на површината и во внатрешноста на уредот, како и штетни нечистотии.
Формирање
(1).Процес на дифузија:Внатре во PN спојот, има повеќе електрони во N-регионот и повеќе дупки во P-регионот. Поради разликата во концентрацијата, електроните во N-регионот дифундираат кон P-регионот, а дупките во P-регионот дифундираат кон N-регионот. Иако вграденото електрично поле на PN спојот се спротивставува на оваа дифузија, таа сепак се јавува сè додека не се постигне динамичка рамнотежа, формирајќи дифузна струја.
(2).Дефекти и нечистотии:Кога постојат дефекти на површината или во внатрешноста на уредот, тие дејствуваат како центри за рекомбинација, заробувајќи електрони и дупки и олеснувајќи ја рекомбинацијата. Штетните нечистотии играат слична улога, придонесувајќи за формирање на темна струја.
Влијание
Темната струја често се зема предвид при сортирање на силициумски плочки. Прекумерната темна струја укажува на лош квалитет на плочките, како што се многу површински состојби, бројни дефекти на решетката, штетни нечистотии или премногу високи концентрации на допир. Сончевите ќелии направени од вакви плочки обично покажуваат низок животен век на носителите на малцинствата, што директно води до ниска ефикасност на конверзија.
Темна струја во сончевите ќелии
Кај едноставните диоди, темната струја одговара на обратна струја на сатурација. Меѓутоа, кај сончевите ќелии, темната струја вклучува обратна струја на сатурација, струја на истекување на тенкослој и струја на истекување на големо.
Струја на обратна сатурација
Дефиниција
Обратната струја на заситување се однесува на струјата во PN спој кога се применува обратна поларизација. Обратниот напон го проширува слојот на осиромашување, зголемувајќи го електричното поле и потенцијалната енергија на електроните. Ова им отежнува на мнозинските носители да ја преминат бариерата, намалувајќи ја дифузионата струја близу до нула.
Формирање
1. Дрифт струја: Зголеменото електрично поле им олеснува на малцинските носители во N и P регионите да дрифтуваат, формирајќи обратна струја.
2. Зависност од температурата: Бидејќи миноритетните носители се генерираат термички, нивниот број е константен на дадена температура, како и обратната струја.
Струја на истекување
Дефиниција
Сончевите ќелии можат да се поделат на три региони: тенок слој (N-регион), слој на осиромашување (PN спој) и масовен регион (P-регион). Дефектите и нечистотиите во овие региони дејствуваат како центри за рекомбинација, заробувајќи електрони и дупки за да ја олеснат рекомбинацијата. Овој процес генерира мали струи, придонесувајќи за измерената темна струја.
Видови
· Струја на истекување од тенок слој: Предизвикана од дефекти и нечистотии во тенкиот слој.
· Струја на истекување на масата: Предизвикана од дефекти и нечистотии во масата.
Цел на тестирањето на темна струја
1. Спречување на дефект
Кога ќелијата е обратно поларизирана или поларитетот на модулот е обратен, прекумерната темна струја може да доведе до брзо распаѓање на ќелијата. Иако ретко, тестирањето на темната струја помага да се спречат ваквите појави.
2. Мониторинг на производствените процеси
Тестирањето на темна струја помага да се идентификуваат потенцијални проблеми со процесот. Темната струја е составена од обратна струја на сатурација, струја на истекување во тенкослојна средина и струја на истекување во голем дел, претставени со J1J_1J1, J2J_2J2 и J3J_3J3, соодветно.
Кога се применува обратен напон:
· Регион 1: Доминиран од J2J_2J2 (тенкаслојна струја на истекување).
· Регион 2: Доминиран од J3J_3J3 (струја на истекување на големо).
· Регион 3: Доминиран од J1J_1J1 (обратна струја на сатурација).
Границите на овие региони се одредени од специфични тест напони.
Ефекти на напонот
Кога на ќелијата се применува напон, тој предизвикува електрично вбризгување во силициумската плочка, возбудувајќи ги носителите кои не се во рамнотежа. Колку е поголем напонот, толку повеќе носители се возбудуваат, што доведува до поголема темна струја. Сепак, стапката на раст се забавува со зголемувањето на напонот сè додека ќелијата не се распадне.
Стандардно тестирање
Темната струја обично се тестира на 12V. Со споредување на резултатите од тестот со стандардните криви, може да се процени состојбата на ќелијата:
· Прекумерната темна струја во Регион 1 укажува на проблеми во тенкиот слој.
· Прекумерната темна струја во Регион 2 укажува на проблеми во масивниот регион.
· Прекумерната темна струја во Регион 3 укажува на проблеми со PN спојот, како што се дифузија, ситопечат или температурни недоследности.
Заклучок
Тестирањето на темната струја е клучно за идентификување на проблеми поврзани со процесот и подобрување на производството на сончеви ќелии.
