你知道太陽能電池的暗電流出現(xiàn)原因有哪些嗎？

在生活中，你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些暗電流，那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)暗電流。暗電流不僅僅包括反向飽和電流。還包括薄層漏電流和體漏電流。在太陽能電池實(shí)際生產(chǎn)中，暗電流高于5A的電池比例偏高，其出現(xiàn)的原因多種多樣。我們經(jīng)過長期大量的實(shí)驗(yàn)，研究了暗電流高的原因。并在生產(chǎn)中提出了相應(yīng)的解決辦法。

1、引言

在沒有光線的情況下，向PN結(jié)施加反向偏置電壓(N區(qū)域連接至正極，P區(qū)域連接至負(fù)極)。這時(shí)，會(huì)有反向電流，即所謂的暗電流。對于太陽能電池，暗電流不僅包括反向飽和電流，還包括薄層泄漏電流和體泄漏電流。反向飽和電流意味著向PN結(jié)施加反向偏置電壓時(shí)，施加的電壓會(huì)使PN結(jié)的耗盡層變寬，內(nèi)置電場變大，電子的勢能增加，并且大部分P和N區(qū)域已加載。電流載流子難以越過勢壘(P區(qū)域中的電子越多是空穴，N區(qū)域中的電子越多是電子)。因此，擴(kuò)散電流接近零。然而，由于增加了結(jié)電場，該區(qū)域中的N個(gè)載流子和P個(gè)少數(shù)載流子更容易發(fā)生漂移運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，PN結(jié)中的電流取決于起主導(dǎo)作用的漂移電流。漂移電流的方向與擴(kuò)散電流的方向相反，這表現(xiàn)在以下事實(shí)：存在反向電流流入外部電路的N區(qū)域，這是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)形成的。

由于少數(shù)載流子是通過固有的勵(lì)磁產(chǎn)生的，因此在一定溫度的條件下，在成熟的勵(lì)磁中少數(shù)載流子的數(shù)量是一定的，并且電流趨于恒定。太陽能電池可分為三層，即薄層(即N區(qū))，耗盡層(即PN結(jié))，體區(qū)(即P區(qū))。重組過程總是伴隨著載流子的定向運(yùn)動(dòng)，并且不可避免地會(huì)產(chǎn)生微小的電流。這些電流有助于通過測試獲得的暗電流值。由薄層貢獻(xiàn)的部分稱為薄層泄漏電流。由體區(qū)貢獻(xiàn)的部分稱為體漏電流。

2、實(shí)驗(yàn)及分析

在太陽能電池的實(shí)際生產(chǎn)中，暗電流高的電池所占的比例相對較高，與碎片化率相同，這是影響電池產(chǎn)品合格率的兩個(gè)重要因素之一。這些電池出現(xiàn)的原因是多種多樣的，并且極其復(fù)雜。經(jīng)過大量的長期實(shí)驗(yàn)，我們分析了高暗電流和5A電池出現(xiàn)的具體原因，并提出了相應(yīng)的生產(chǎn)解決方案。

2.1硅片固有質(zhì)量的原因

與切克勞斯基單晶硅相比，鑄造多晶硅的制備工藝較簡單且成本較低，但控制雜質(zhì)和缺陷的能力也較弱。鑄造多晶硅中的氧，碳，氮，氫和金屬雜質(zhì)以及高密度晶界，位錯(cuò)和微缺陷都可能導(dǎo)致電池的反向電流增加。因此，在鑄錠過程中應(yīng)嚴(yán)格控制硅材料的雜質(zhì)含量，應(yīng)優(yōu)化鑄錠工藝，應(yīng)嚴(yán)格控制硅錠的雜質(zhì)含量和電阻率等參數(shù)，并出現(xiàn)微晶缺陷。應(yīng)該嚴(yán)格控制。

2.2電池加工技術(shù)的原因

2.2.1紋理處理

沖洗污染：在多晶硅晶片酸紋理化的生產(chǎn)過程中，沖洗系統(tǒng)內(nèi)部將產(chǎn)生不溶性鹽。在沖洗硅晶片的過程中，它將污染硅晶片的表面并形成PN結(jié)缺陷，這將影響涂層。未鍍覆雜質(zhì)或形成鍍層缺陷，燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生污染，特別是人為污染;優(yōu)化電池加工過程，防止機(jī)械損壞，對于減少電池的暗電流具有非常重要的目的。漿料將以雜質(zhì)的形式穿過薄膜層，從而導(dǎo)致電池的反向暗電流增加。

氣刀油和水的污染：重要的是壓縮空氣中的油和水的污染。在制絨設(shè)備中，每個(gè)處理槽后面都有一把氣刀，其目的是去除硅晶片表面上的化學(xué)液體和水。氣刀使用的氣體是壓縮空氣，其中包含油和水的混合物，會(huì)污染硅晶片的表面，從而形成表面缺陷。

2.2.2擴(kuò)散過程

PN結(jié)的均勻性差，并且具有高薄層電阻的硅晶片的PN結(jié)相對較淺。在相同的燒結(jié)條件下，較淺的PN結(jié)很容易被漿液滲透，從而導(dǎo)致漏電流過大。在生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制方形電阻的大小，并應(yīng)調(diào)整適當(dāng)?shù)墓に囈蕴岣叻叫坞娮璧木鶆蛐?，從而減少電池的暗電流。

相信通過閱讀上面的內(nèi)容，大家對暗電流有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。