एक आश्चर्यजनक वसूली तंत्र
Nanchang University और Trina Solar के शोधकर्ताओं ने खोज की है कि TOPCon सौर मॉड्यूल एक उल्लेखनीय आत्म-चिकित्सा व्यवहार प्रदर्शित करते हैं: पराबैंगनी एक्सपोजर के तहत प्रदर्शन गिरावट का अनुभव करने के बाद, मॉड्यूल प्रकाश भिगोने की प्रक्रिया के माध्यम से अपनी आउटपुट को पूरी तरह से पुनः प्राप्त कर सकते हैं। यह खोज, जो सौर पैनलों में यूवी क्षति के बारे में पारंपरिक मान्यताओं को चुनौती देती है, संशोधित उद्योग परीक्षण मानकों और TOPCon तकनीक की दीर्घकालीन विश्वसनीयता में अधिक आत्मविश्वास का नेतृत्व कर सकती है।
TOPCon, सुरंग ऑक्साइड निष्क्रिय संपर्क के लिए संक्षिप्त, अगली पीढ़ी की सौर कोशिका आर्किटेक्चर के रूप में उभरा है, दुनिया भर में विनिर्माण लाइनों में पुरानी PERC तकनीक को तेजी से विस्थापित कर रहा है। तकनीक कोशिका की सतह पर इलेक्ट्रॉन पुनर्संयोजन नुकसान को कम करने के लिए एक अल्ट्रा-पतली सुरंग ऑक्साइड परत और एक डोप्ड पॉलीसिलिकॉन संपर्क का उपयोग करके उच्च दक्षताओं को प्राप्त करती है। हालांकि, विभिन्न पर्यावरणीय तनावों के तहत इसकी दीर्घकालीन स्थिरता के बारे में सवालें जारी रहे हैं क्योंकि तकनीक बढ़ती है।
गिरावट-वसूली चक्र
शोध दल ने TOPCon मॉड्यूल को त्वरित यूवी एक्सपोजर परीक्षणों के अधीन किया गया जो बाहरी संचालन के वर्षों को संपीड़ित समय सीमा में नकल करने के लिए डिज़ाइन किए गए थे। जैसा कि उम्मीद की गई थी, मॉड्यूल ने यूवी एक्सपोजर के दौरान मापने योग्य प्रदर्शन गिरावट दिखाई, बिजली आउटपुट में कई प्रतिशत की गिरावट के साथ — TOPCon के यूवी स्थिरता के बारे में चिंताएं उत्पन्न करने वाली पिछली अध्ययनों के अनुरूप एक परिणाम।
शोधकर्ताओं ने अगला जो खोज की वह अप्रत्याशित थी। जब यूवी-तनावग्रस्त मॉड्यूल को बाद में व्यापक स्पेक्ट्रम प्रकाश के संपर्क में लाया गया — सामान्य बाहरी परिचालन स्थितियों की नकल — उनके प्रदर्शन में पूरी तरह से वसूली हुई। गिरावट मेटास्टेबल साबित हुई न कि स्थायी, जिसका अर्थ है कि कोशिका के इलेक्ट्रॉनिक गुणों में यूवी-प्रेरित परिवर्तन सामान्य परिचालन प्रकाश के तहत प्रतिवर्ती थे।
यह गिरावट-वसूली चक्र स्पष्ट स्थायी क्षति के बिना कई बार दोहराया जा सकता है, जो सुझाव देता है कि वास्तविक दुनिया की स्थापना में TOPCon मॉड्यूल सामान्य दिन के संचालन के दौरान स्वाभाविक रूप से स्वयं-चिकित्सा करेंगे, भले ही यूवी एक्सपोजर अस्थायी प्रदर्शन डिप्स का कारण बनता है।
मेटास्टेबल व्यवहार का कारण क्या है
शोधकर्ता सुरंग ऑक्साइड परत और सिलिकॉन सबस्ट्रेट के बीच इंटरफेस पर दोषों की चार्ज स्थिति में प्रतिवर्ती परिवर्तनों के लिए मेटास्टेबल गिरावट को जिम्मेदार ठहराते हैं। यूवी फोटॉन, जो दृश्यमान प्रकाश की तुलना में अधिक ऊर्जा ले जाते हैं, इन इंटरफेस दोषों के इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन को बदल सकते हैं, अस्थायी रूप से पुनर्संयोजन नुकसान को बढ़ाते हैं और कोशिका दक्षता को कम करते हैं।
व्यापक स्पेक्ट्रम प्रकाश के साथ प्रकाश भिगोने के दौरान, दृश्यमान और अवरक्त फोटॉन से अतिरिक्त ऊर्जा दोषों को उनकी मूल, कम पुनर्संयोजन स्थिति में लौटने में मदद करती है। प्रक्रिया सिलिकॉन में आवेश वाहकों के इंजेक्शन द्वारा संचालित होती है, जो इंटरफेस को स्थिर करता है और निष्क्रियकरण गुणवत्ता को बहाल करता है जो TOPCon कोशिकाओं को उनकी उच्च दक्षता देता है।
यह तंत्र PERC कोशिकाओं में देखे गए प्रकाश-प्रेरित गिरावट से अलग है, जिसमें विभिन्न दोष प्रकार शामिल हैं और आंशिक रूप से अप्रतिवर्ती है। TOPCon वसूली तंत्र अधिक पूर्ण प्रतीत होता है, जो सुझाव देता है कि तकनीक दीर्घकालीन बाहरी संचालन में वास्तव में अपने पूर्ववर्ती की तुलना में अधिक स्थिर हो सकती है।
परीक्षण मानकों के लिए निहितार्थ
वर्तमान उद्योग परीक्षण मानक यूवी स्थायित्व के लिए, IEC 61215 में संहिताबद्ध, यूवी एक्सपोजर के बाद मॉड्यूल प्रदर्शन का मूल्यांकन करते हैं लेकिन एक बाद के प्रकाश-भिगोने वसूली चरण को शामिल नहीं करते हैं। इसका मतलब है कि मेटास्टेबल यूवी गिरावट प्रदर्शित करने वाले मॉड्यूल यूवी परीक्षणों में विफल प्रदर्शित हो सकते हैं भले ही उनका वास्तविक दुनिया का प्रदर्शन अप्रभावित होगा।
शोधकर्ता तर्क देते हैं कि परीक्षण प्रोटोकॉल को यूवी एक्सपोजर के बाद एक प्रकाश-भिगोने चरण को शामिल करने के लिए अद्यतन किया जाना चाहिए, यह प्रदान करते हुए कि मॉड्यूल वास्तविक स्थापना में कैसे प्रदर्शन करेंगे इसका अधिक सटीक आकलन। इस अपडेट के बिना, यूवी परीक्षण परिणाम TOPCon तकनीक को अनुचित रूप से दंडित कर सकते हैं और अन्य कोशिका आर्किटेक्चर के साथ भ्रामक तुलना बना सकते हैं जो विभिन्न गिरावट प्रोफाइल दिखाते हैं।
उद्योग मानक संगठन, अंतर्राष्ट्रीय विद्युत तकनीकी आयोग सहित, समय-समय पर परीक्षण प्रोटोकॉल की समीक्षा और अपडेट करते हैं, और नई खोजें अगले संशोधन चक्र को सूचित कर सकती हैं।
वास्तविक दुनिया की ऊर्जा उपज अप्रभावित
अपने प्रयोगशाला निष्कर्षों को मान्य करने के लिए, शोधकर्ताओं ने TOPCon स्थापना के क्षेत्र से ऊर्जा उपज डेटा का विश्लेषण किया। उनके विश्लेषण ने पुष्टि की कि त्वरित परीक्षणों में देखी गई यूवी-प्रेरित गिरावट वास्तविक दुनिया की स्थितियों में मापने योग्य ऊर्जा उपज नुकसान में अनुवाद नहीं किया, जो आत्म-चिकित्सा तंत्र सामान्य संचालन के दौरान लगातार काम करने के अनुरूप है।
यह खोज TOPCon तकनीक की बैंकबिलिटी के लिए महत्वपूर्ण है। सौर परियोजना डेवलपर्स और वित्तपोषक गिरावट दर मान्यताओं पर भरोसा करते हैं 25-से-30-साल ऊर्जा उत्पादन और राजस्व पूर्वानुमान मॉडल करने के लिए। यदि यूवी गिरावट स्थायी थी, तो यह अनुमानित गिरावट दर को बढ़ाएगी और TOPCon-आधारित परियोजनाओं के अनुमानित वित्तीय रिटर्न को कम करेगी। इसका प्रदर्शन कि यूवी प्रभाव मेटास्टेबल और आत्म-चिकित्सा हैं इस चिंता को हटाता है।
TOPCon अपनाने के लिए एक बूस्ट
आत्म-चिकित्सा खोज सौर उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण क्षण पर पहुंचती है। TOPCon ने तेजी से विनिर्माण बाजार हिस्सेदारी प्राप्त की है, प्रमुख निर्माताओं Trina Solar, Jinko Solar, और Longi PERC से TOPCon तक उत्पादन लाइनों को परिवर्तित कर रहे हैं। तकनीक की दीर्घकालीन विश्वसनीयता में विश्वास इस संक्रमण को जारी रखने के लिए आवश्यक है, और नई शोध TOPCon के पक्ष में एक महत्वपूर्ण डेटा बिंदु प्रदान करती है। जैसा कि सौर उद्योग उच्च दक्षताओं और कम लागतों की ओर बढ़ता है, नई कोशिका आर्किटेक्चर की वास्तविक दुनिया की स्थायित्व को समझना उनके शिखर प्रयोगशाला प्रदर्शन जितना महत्वपूर्ण हो जाता है।
यह लेख PV Magazine द्वारा रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
