Terdapat pelbagai jenis arus di dalam sel solar, seperti arus gelap, arus songsang dan arus bocor. Arus ini mempunyai pelbagai tahap kesan terhadap output kuasa modul solar. Membezakan ciri-ciri arus ini dapat membantu mengenal pasti punca output kuasa modul yang tidak normal, seterusnya menyumbang kepada penyelesaian masalah yang menyeluruh.
Arus Gelap
Definisi
Arus gelap, juga dikenali sebagai arus tepu songsang tanpa pencahayaan, merujuk kepada arus DC songsang yang dijana dalam simpang PN di bawah keadaan bias songsang apabila tiada cahaya tuju. Ia biasanya disebabkan oleh resapan pembawa atau kecacatan pada permukaan dan di dalam peranti, serta bendasing berbahaya.
Pembentukan
(1).Proses Difusi:Di dalam simpang PN, terdapat lebih banyak elektron di kawasan N dan lebih banyak lubang di kawasan P. Disebabkan oleh perbezaan kepekatan, elektron di kawasan N meresap ke arah kawasan P, dan lubang di kawasan P meresap ke arah kawasan N. Walaupun medan elektrik terbina dalam simpang PN menentang resapan ini, ia masih berlaku sehingga keseimbangan dinamik dicapai, membentuk arus resapan.
(2).Kecacatan dan Kekotoran:Apabila kecacatan wujud pada permukaan atau di dalam peranti, ia bertindak sebagai pusat penggabungan semula, menangkap elektron dan lubang serta memudahkan penggabungan semula. Bendasing berbahaya memainkan peranan yang sama, menyumbang kepada pembentukan arus gelap.
Impak
Arus gelap sering dipertimbangkan semasa pengisihan wafer silikon. Arus gelap yang berlebihan menunjukkan kualiti wafer yang lemah, seperti banyak keadaan permukaan, banyak kecacatan kekisi, bendasing berbahaya atau kepekatan doping yang terlalu tinggi. Sel solar yang diperbuat daripada wafer sedemikian biasanya mempamerkan jangka hayat pembawa minoriti yang rendah, yang secara langsung membawa kepada kecekapan penukaran yang rendah.
Arus Gelap dalam Sel Suria
Dalam diod ringkas, arus gelap bersamaan dengan arus tepu songsang. Walau bagaimanapun, dalam sel suria, arus gelap merangkumi arus tepu songsang, arus kebocoran lapisan nipis dan arus kebocoran pukal.
Arus Ketepuan Songsang
Definisi
Arus tepu songsang merujuk kepada arus dalam simpang PN apabila bias songsang dikenakan. Voltan songsang meluaskan lapisan susutan, meningkatkan medan elektrik dan tenaga keupayaan elektron. Ini menyukarkan pembawa majoriti untuk melintasi penghalang, mengurangkan arus resapan kepada hampir sifar.
Pembentukan
1. Arus Hanyutan: Medan elektrik yang meningkat memudahkan pembawa minoriti di kawasan N dan P untuk hanyut, lalu membentuk arus songsang.
2. Kebergantungan Suhu: Oleh kerana pembawa minoriti dijana secara terma, bilangannya adalah malar pada suhu tertentu, begitu juga arus songsang.
Arus Kebocoran
Definisi
Sel suria boleh dibahagikan kepada tiga kawasan: lapisan nipis (kawasan-N), lapisan susutan (simpang PN), dan kawasan pukal (kawasan-P). Kecacatan dan bendasing di kawasan ini bertindak sebagai pusat penggabungan semula, menangkap elektron dan lubang untuk memudahkan penggabungan semula. Proses ini menghasilkan arus kecil, menyumbang kepada arus gelap yang diukur.
Jenis
· Arus Kebocoran Lapisan Nipis: Disebabkan oleh kecacatan dan bendasing dalam lapisan nipis.
· Arus Kebocoran Pukal: Disebabkan oleh kecacatan dan bendasing di kawasan pukal.
Tujuan Pengujian Arus Gelap
1. Mencegah Kerosakan
Apabila sel dipinda secara songsang atau kekutuban modul diterbalikkan, arus gelap yang berlebihan boleh menyebabkan kerosakan sel yang cepat. Walaupun jarang berlaku, pengujian arus gelap membantu mencegah kejadian sedemikian.
2. Memantau Proses Pengeluaran
Pengujian arus gelap membantu mengenal pasti potensi masalah proses. Arus gelap terdiri daripada arus tepu songsang, arus kebocoran lapisan nipis dan arus kebocoran pukal, yang masing-masing diwakili oleh J1J_1J1, J2J_2J2 dan J3J_3J3.
Apabila voltan terbalik dikenakan:
· Kawasan 1: Dikuasai oleh J2J_2J2 (arus kebocoran lapisan nipis).
· Kawasan 2: Dikuasai oleh J3J_3J3 (arus kebocoran pukal).
· Kawasan 3: Dikuasai oleh J1J_1J1 (arus tepu songsang).
Sempadan kawasan-kawasan ini ditentukan oleh voltan ujian tertentu.
Kesan Voltan
Apabila voltan dikenakan pada sel, ia menyebabkan suntikan elektrik ke dalam wafer silikon, yang mengujakan pembawa bukan keseimbangan. Semakin tinggi voltan, semakin banyak pembawa yang teruja, yang membawa kepada arus gelap yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, kadar pertumbuhan menjadi perlahan apabila voltan meningkat sehingga sel dipecahkan.
Ujian Standard
Arus gelap biasanya diuji pada 12V. Dengan membandingkan keputusan ujian dengan lengkung piawai, keadaan sel boleh dinilai:
· Arus gelap yang berlebihan di Kawasan 1 menunjukkan masalah pada lapisan nipis.
· Arus gelap yang berlebihan di Kawasan 2 menunjukkan masalah di kawasan pukal.
· Arus gelap yang berlebihan di Kawasan 3 menunjukkan masalah dengan simpang PN, seperti resapan, percetakan skrin atau ketidakkonsistenan suhu.
Kesimpulan
Menguji arus gelap adalah penting untuk mengenal pasti isu berkaitan proses dan meningkatkan pengeluaran sel solar.
