आश्चर्यकारक पुनर्प्राप्ती यंत्रणा

Nanchang University आणि Trina Solar कडून संशोधकांनी शोधून काढले की TOPCon सोलार मॉड्यूल्स उल्लेखनीय स्वयंचलित दुरुस्ती वर्तन प्रदर्शन करतात: अतिनील प्रकाश उघडल्यानंतर कार्यप्रदर्शन गिरावट अनुभवल्यानंतर, मॉड्यूल्स प्रकाश भिगोण्याच्या प्रक्रियेद्वारे त्यांचे आउटपुट संपूर्णपणे पुनर्प्राप्त करू शकतात. सोलार पॅनेल्समध्ये UV नुकसान बद्दल पारंपरिक गृहितकांना आव्हान देणारा हा शोध उद्योग चाचणी मानकांचे पुनरावलोकन आणि TOPCon तंत्रज्ञानाच्या दीर्घकालीन विश्वसनीयतेमध्ये अधिक आत्मविश्वास घटना घटवू शकतो.

TOPCon, tunnel oxide passivated contact चे संक्षिप्त नाम, प्रभावशाली पुढील पिढीचे सोलार सेल आर्किटेक्चर म्हणून उदयास आला, जगभरातील उत्पादन लाइनमध्ये जुन्या PERC तंत्रज्ञानाची जागा वेगाने घेत आहे. सेल पृष्ठभागावर इलेक्ट्रॉन पुनर्संयोजन नुकसान कमी करण्यासाठी अत्यंत पातळ tunnel oxide लेयर आणि doped polysilicon संपर्क वापरून तंत्रज्ञान उच्च कार्यक्षमता प्राप्त करते. तथापि, तंत्रज्ञान स्केल केल्याप्रमाणे विविध पर्यावरणीय दबाव अंतर्गत त्याच्या दीर्घकालीन स्थिरतेबद्दल प्रश्न कायम राहिले आहेत.

गिरावट-पुनर्प्राप्ती चक्र

संशोधन दलाने TOPCon मॉड्यूल्सना गतिमान UV उघड चाचणीला सामोरे केले, जे संकुचित कालावधीत वर्षांचा बाह्य ऑपरेशन अनुकरण करण्यासाठी डिজाइन केले होते. अपेक्षेनुसार, मॉड्यूल्सने UV उघडादरम्यान मोजण्यायोग्य कार्यप्रदर्शन गिरावट दर्शविली, शक्ती आउटपुट अनेक टक्के कमी झाली — TOPCon चे UV स्थिरता बद्दल चिंता उपस्थित करणारे मागील अभ्यासांना सुसंगत परिणाम.

संशोधकांनी पुढे काय शोधून काढले ते आश्चर्यकारक होते. UV-दबाव मॉड्यूल्स नंतर व्यापक-स्पेक्ट्रम प्रकाशाला उघड केले गेले — सामान्य बाह्य ऑपरेशन परिस्थितीचे अनुकरण — त्यांचे कार्यप्रदर्शन संपूर्णपणे पुनर्प्राप्त झाले. गिरावट metastable असल्याचा पुरावा दिला, म्हणजे सेलच्या इलेक्ट्रॉनिक गुणधर्मांना UV-प्रेरित बदल सामान्य ऑपरेटिंग प्रकाश अंतर्गत उलट होते.

हा गिरावट-पुनर्प्राप्ती चक्र कोणतेही स्पष्ट कायमचे नुकसान न करता अनेक वेळा पुनरावृत्ती केला जाऊ शकतो, जो सूचित करते की TOPCon मॉड्यूल्स वास्तविक-जगात स्थापनमध्ये सामान्य दिवसाची प्रकाश अंतर्गत स्वाभाविकपणे स्वयंचलित दुरुस्त होऊ शकते, UV उघड तात्पुरते कार्यप्रदर्शन डिप्स तयार करते.

Metastable वर्तनाचे कारण

संशोधकांनी metastable गिरावट tunnel oxide लेयर आणि silicon सबस्ट्रेट दरम्यान इंटरफेस येथील दोषांच्या चार्ज स्थितीतील उलट बदलांना ठेवले. UV फोटॉन, जे दृश्य प्रकाशपेक्षा अधिक ऊर्जा वाहून जातात, या इंटरफेस दोषांचे इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन बदलू शकतात, तात्पुरते पुनर्संयोजन नुकसान वाढवतात आणि सेल कार्यक्षमता कमी करतात.

व्यापक-स्पेक्ट्रम प्रकाश असलेल्या प्रकाश भिगोण्याच्या दरम्यान, दृश्य आणि infrared फोटॉन्सची अतिरिक्त ऊर्जा दोषांना त्यांच्या मूळ, कमी-पुनर्संयोजन स्थितीला परत येण्यास मदत करते. प्रक्रिया silicon मध्ये चार्ज वाहकांच्या इंजेक्शनद्वारे चालविली जाते, जी इंटरफेस स्थिर करते आणि TOPCon सेल्सला उच्च कार्यक्षमता देणारी passivation गुणवत्ता पुनर्स्थापित करते.

हा यंत्रणा PERC सेल्समध्ये पाहिलेल्या प्रकाश-प्रेरित गिरावटीपेक्षा भिन्न आहे, ज्यामध्ये विविध दोष प्रकार आणि आंशिक उलट समाविष्ट आहे. TOPCon पुनर्प्राप्ती यंत्रणा अधिक संपूर्ण असल्याचे दिसते, सूचित करते की तंत्रज्ञान दीर्घकालीन बाह्य ऑपरेशनमध्ये त्याच्या पूर्ववर्तीपेक्षा वास्तविकपणे अधिक स्थिर असू शकते.

चाचणी मानकांचे परिणाम

UV विश्वसनीयतेसाठी वर्तमान उद्योग चाचणी मानके, IEC 61215 मध्ये कोडित, UV उघडानंतर मॉड्यूल कार्यप्रदर्शन मूल्यांकन करतात परंतु त्यानंतरच्या प्रकाश-भिगोण्या पुनर्प्राप्ती चरणाचा समावेश करत नाहीत. याचा अर्थ असा की metastable UV गिरावट प्रदर्शन करणारे मॉड्यूल्स UV चाचण्यांमध्ये अयशस्वी दिसू शकतात जरी त्यांचे वास्तविक-जगातील कार्यप्रदर्शन अप्रभावित असेल.

संशोधकांनी युक्तिवाद केले की चाचणी प्रोटोकॉल UV उघडानंतर प्रकाश-भिगोण्या चरणाचा समावेश करण्यासाठी अद्यतन केले जाणे चाहिजेत, वास्तविक स्थापनमध्ये मॉड्यूल्स कसे कार्य करतील याचे अधिक अचूक मूल्यांकन प्रदान करते. हे अद्यतन न केल्याने, UV चाचणी परिणाम TOPCon तंत्रज्ञानाला अन्यायपूर्वकपणे दंडित करू शकतात आणि विविध गिरावट प्रोफाइल दर्शविणाऱ्या इतर सेल आर्किटेक्चरशी भ्रामक तुलना निर्माण करू शकतात.

International Electrotechnical Commission सह उद्योग मानक संस्था समयोचित आणि अद्यतन चाचणी प्रोटोकॉल पुनरावलोकन करतात, आणि नवीन शोध पुढील संस्करण चक्रास माहिती देऊ शकतात.

वास्तविक-जगातील ऊर्जा उत्पादन अप्रभावित

त्यांच्या प्रयोगशाळा शोध सत्यापित करण्यासाठी, संशोधकांनी TOPCon स्थापनांकडून शेतातील ऊर्जा उत्पादन डेटा विश्लेषण केला. त्यांचे विश्लेषण गतिमान चाचण्यांमध्ये पाहिलेल्या UV-प्रेरित गिरावट वास्तविक-जगात परिस्थितीमध्ये मोजण्यायोग्य ऊर्जा उत्पादन नुकसानमध्ये अनुवादित केली नाही, सामान्य ऑपरेशन दरम्यान सतत कार्यरत स्वयंचलित दुरुस्ती यंत्रणा सुसंगत आहे.

हा शोध TOPCon तंत्रज्ञानाच्या bankability साठी महत्त्वाचा आहे. सोलार प्रकल्प विकाशकर्ते आणि वित्तपुरवठेदार 25-ते-30-वर्ष ऊर्जा उत्पादन आणि राजस्व अंदाजे मॉडेल करण्यासाठी गिरावटीचे दर गृहितक यावर अवलंबून आहेत. जर UV गिरावट कायमचा असेल, तर यामुळे गृहीत गिरावटीचे दर वाढेल आणि TOPCon-आधारित प्रकल्पांची अपेक्षित आर्थिक परतावळ कमी होईल. UV प्रभाव metastable आणि स्वयंचलित दुरुस्ती यंत्रणेचे निर्धारण हा चिंता दूर करते.

TOPCon स्वीकृतीसाठी बूस्ट

स्वयंचलित दुरुस्ती शोध सोलार उद्योगाच्या महत्त्वपूर्ण क्षणी येतो. TOPCon उत्पादनाचे बाजार शेअर वेगाने वाढत आहे, Trina Solar, Jinko Solar, आणि Longi यांसारख्या प्रमुख निर्माता PERC वरून TOPCon कडे उत्पादन लाइन स्विच करत आहेत. तंत्रज्ञानाच्या दीर्घकालीन विश्वसनीयतेमधील आत्मविश्वास या संक्रमणासाठी आवश्यक आहे, आणि नवीन संशोधन TOPCon च्या बाजूला एक महत्त्वपूर्ण डेटा बिंदू प्रदान करते. जसजसे सोलार उद्योग उच्च कार्यक्षमता आणि कमी खर्चाच्या दिशेने ढकलला जातो, नवीन सेल आर्किटेक्चरच्या वास्तविक-जगातील टिकाऊपणा समजून घेणे त्यांच्या शिखर प्रयोगशाळा कार्यप्रदर्शनइतकेच महत्त्वाचे बनते.

हा लेख PV Magazine च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.