ఆశ్చర్యకరమైన పునరుద్ధార విధానం
Nanchang University మరియు Trina Solar నుండి పరిశోధకులు TOPCon సోలార్ మాడ్యూల్లు అద్భుతమైన స్వయం నయమ్చేసుకోవడం ప్రదర్శన చేస్తాయని కనుగొన్నారు: అతినీలలోహిత ఎక్సపోజర్కు గురైన పనితీరు క్షీణత నుండి, మాడ్యూల్లు కాంతి నానపెట్టుట ప్రక్రియ ద్వారా తమ రాబడిని పూర్తిగా పునరుద్ధరణ చేసుకోవచ్చు. సౌర ప్యానెల్లలో UV నష్టం గురించిన సంప్రదాయ ఊహలను సవాల్ చేసే ఈ ఆవిష్కరణ, పరిశ్రమ పరీక్ష ప్రమాణాలు సవరించడానికి మరియు TOPCon సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క దీర్ఘకాలీన విశ్వసనీయతలో ఎక్కువ విశ్వాసానికి దారితీయవచ్చు.
TOPCon, tunnel oxide passivated contact యొక్క సంక్షిప్త రూపం, ప్రధాన తరువాతి తరం సోలార్ సెల్ ఆర్కిటెక్చరగా ఉద్భవించింది, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉత్పాదన లైన్లలో పాత PERC సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని వేగంగా స్థానభ్రంశం చేస్తుంది. సెల్ ఉపరితలం వద్ద ఎలక్ట్రాన్ పునర్సంయోగం నష్టాలను తగ్గించడానికి అల్ట్రా-సన్నని tunnel oxide లేయర్ మరియు డోప్చేయిన polysilicon సంప్రదాయాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని సాధిస్తుంది. అయితే, సాంకేతిక పరిజ్ఞానం స్కేల్ చేస్తున్నప్పుడు వివిధ పర్యావరణ ఒత్తిడిల కింద దీని దీర్ఘకాలీన స్థిరత గురించిన ప్రశ్నలు కొనసాగినవి.
క్షీణత-పునరుద్ధార చక్రం
పరిశోధన బృందం TOPCon మాడ్యూల్లను త్వరణ UV ఎక్సపోజర్ పరీక్షలకు కట్టుబడించింది, ఇవి కంప్రెస్చేసిన సమయ ఫ్రేమ్లో బహుశः సంవత్సరాల బహిర్గత కార్యకలాపాలను అనుకరించడానికి రూపొందించబడ్డాయి. ఊహించిన విధంగా, మాడ్యూల్లు UV ఎక్సపోజర్ సమయంలో కొలవదగిన పనితీరు క్షీణతను చూపించాయి, శక్తి రాబడి కొన్ని శాతం తగ్గింది — ఇది TOPCon యొక్క UV స్థిరత గురించిన ఆందోళనలను లేవనెత్తిన మునుపటి అధ్యయనాలకు సమానమైన ఫలితం.
పరిశోధకులు తరువాత కనుగొన్నది ఆశ్చర్యకరమైనది. UV-ఒత్తిడిలో ఉన్న మాడ్యూల్లను విస్తృత-స్పెక్ట్రం కాంతికి గురిచేసినప్పుడు — సాధారణ బహిర్గత పరిస్థితులను అనుకరిస్తుంది — వాటి పనితీరు పూర్తిగా పునరుద్ధరణ చేసుకుంది. క్షీణత metastable అని నిరూపితమైంది, ఇది సెల్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలకు UV-ప్రేరిత మార్పులు సాధారణ పరిచాలక ప్రకాశం కింద తిరిగి రాబడిగలవని అర్థం.
ఈ క్షీణత-పునరుద్ధార చక్రం స్పష్టమైన శాశ్వత నష్టం లేకుండా అనేక సార్లు పునరావృत్తం చేయబడిందని సూచిస్తుంది, TOPCon మాడ్యూల్లు రియల్-ఆర్ల్డ్ ఇన్స్టలేషన్లలో సాధారణ దినసూర్యుడి ఎక్సపోజర్ చేత సహజంగా స్వయం నయమ్చేసుకోవచ్చని సూచిస్తుంది, UV ఎక్సపోజర్ తాత్కాలిక పనితీరు డిప్లను కలిగిస్తుంది.
Metastable ప్రవర్తనకు కారణం ఏమిటి
పరిశోధకులు metastable క్షీణతను tunnel oxide లేయర్ మరియు silicon సబ్స్ట్రేట్ మధ్య ఇంటర్ఫేస్ వద్ద లోపాల ఛార్జ్ స్థితిలో తిరిగి రాబడిగల మార్పుల కారణంగా ఆపాదిస్తారు. UV ఫోటాన్లు, దృశ్యమాన కాంతి కంటే ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉన్నవి, ఈ ఇంటర్ఫేస్ లోపాల ఎలక్ట్రానిక్ కాన్ఫిగరేషన్ను మార్చవచ్చు, తాత్కాలికంగా పునర్సంయోగం నష్టాలను పెంచుతుంది మరియు సెల్ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది.
విస్తృత-స్పెక్ట్రం ప్రకాశంతో కాంతి నానపెట్టుట సమయంలో, దృశ్యమాన మరియు infrared ఫోటాన్ల నుండి అదనపు శక్తి లోపాలను వాటి అసలు, తక్కువ-పునర్సంయోగం స్థితికి తిరిగి రావడానికి సహాయం చేస్తుంది. ప్రక్రియ silicon లోకి ఛార్జ్ క్యారియర్ల ఇంజెక్షన్ ద్వారా నడుపబడుతుంది, ఇది ఇంటర్ఫేస్ను స్థిరీకరిస్తుంది మరియు TOPCon సెల్లను ఎక్కువ సామర్థ్యం ఇచ్చే passivation గుణాన్ని పునరుద్ధరిస్తుంది.
ఈ యంత్రాంగం PERC సెల్లలో గమనించిన కాంతి-ప్రేరిత క్షీణత నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇది వేర్వేరు లోపాల రకాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు పాక్షికంగా తిరిగి రాబడిగలదు. TOPCon పునరుద్ధార యంత్రాంగం సంపూర్ణంగా ఉంటుందని కనిపిస్తుంది, సాంకేతిక పరిజ్ఞానం దీర్ఘకాలీన బహిర్గత ఆపరేషనలో నిజానికి దాని పూర్ववర్తీ కంటే ఎక్కువ స్థిరంగా ఉండవచ్చని సూచిస్తుంది.
పరీక్ష ప్రమాణాలకు చిక్కులు
UV భరోసా కోసం ప్రస్తుత పరిశ్రమ పరీక్ష ప్రమాణాలు, IEC 61215లలో కోడ్ చేయబడినవి, UV ఎక్సపోజర్ తర్వాత మాడ్యూల్ పనితీరును మూల్యాంకనం చేస్తాయి కానీ తరువాతి కాంతి-నానపెట్టుట పునరుద్ధార దశను కలిగి ఉండవు. దీని అర్థం metastable UV క్షీణతను ప్రదర్శించే మాడ్యూల్లు UV పరీక్షలలో విఫలమై కనిపించవచ్చు, అయితే రియల్-ఆర్ల్డ్ పనితీరు ప్రభావితం కాదు.
పరిశోధకులు UV ఎక్సపోజర్ తర్వాత కాంతి-నానపెట్టుట దశను చేర్చడానికి పరీక్ష ప్రోటోకాల్లను నవీకరించాలని వాదించారు, నిజమైన ఇన్స్టలేషన్లలో మాడ్యూల్లు ఎలా పనిచేస్తాయనే అంశాన్ని మరింత ఖచ్చితమైన మూల్యాంకనం అందించారు. ఈ నవీకరణ లేకుండా, UV పరీక్ష ఫలితాలు TOPCon సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని అన్యాయంగా శిక్షించవచ్చు మరియు వేర్వేరు వక్రీకరణ ప్రొఫైల్లను చూపించే ఇతర సెల్ ఆర్కిటెక్చర్లకు తప్పుడు పోలికలను సృష్టించవచ్చు.
International Electrotechnical Commission సహ పరిశ్రమ ప్రమాణ సంస్థలు, సమయానికి సమయానికి పరీక్ష ప్రోటోకాల్లను సమీక్షించి నవీకరిస్తాయి, మరియు కొత్త ఆవిష్కరణలు తరువాతి సంస్కరణ చక్రానికి సమాచారం ఇవ్వగలవు.
రియల్-ఆర్ల్డ్ శక్తి రాబడి ప్రభావితం కాదు
తమ ప్రయోగశాల ఆవిష్కరణలను ధృవీకరించడానికి, పరిశోధకులు TOPCon ఇన్స్టలేషన్ల నుండి ఇన్ఫీల్డ్ శక్తి రాబడి డేటాను విశ్లేషించారు. వాటి విశ్లేషణ త్వరణ పరీక్షలలో గమనించిన UV-ప్రేరిత క్షీణత నిజమైన-ఆర్ల్డ్ పరిస్థితులలో కొలవదగిన శక్తి రాబడి నష్టాలలోకి అనువదించబడలేదని నిర్ధారించింది, సాధారణ ఆపరేషన్ సమయంలో నిరంతరం పనిచేసే స్వయం-నయమ్చేసుకోవడం యంత్రాంగం సంగతమైనది.
ఈ ఆవిష్కరణ TOPCon సాంకేతిక పరిజ్ఞానం కోసం bankability కోసం ముఖ్యమైనది. సౌర ప్రాజెక్ట్ డెవలపర్లు మరియు ఆర్థికులు 25-నుండి-30-సంవత్సర శక్తి ఉత్పాదనం మరియు ఆదాయ అంచనాలను మోడలింగ్ చేయడానికి క్షీణత రేటు ఊహలపై ఆధారపడతారు. UV క్షీణత శాశ్వతమైనది ఉంటే, ఇది ఊహించిన క్షీణత రేటును పెంచుతుంది మరియు TOPCon-ఆధారిత ప్రాజెక్ట్ల ప్రత్యాశిత ఆర్థిక రిటర్న్లను తగ్గిస్తుంది. UV ప్రభావాలు metastable మరియు స్వయం-నయమ్చేసుకోవడం యంత్రాంగం నిర్ధారణ ఈ ఆందోళనను తీసివేస్తుంది.
TOPCon ఆమోదం కోసం బూస్ట్
స్వయం-నయమ్చేసుకోవడం ఆవిష్కరణ సౌర పరిశ్రమకు క్రిటికల్ క్షణంలో వస్తుంది. TOPCon ఉత్పాదన మార్కెట్ వాటాను వేగంగా పొందింది, Trina Solar, Jinko Solar, మరియు Longi సహా ప్రధాన ఉత్పాదకులు PERC నుండి TOPCon లోకి ఉత్పాదన లైన్లను సంచారం చేస్తున్నారు. సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క దీర్ఘకాలీన విశ్వసనీయతపై విశ్వాసం ఈ పరిస్థితి కొనసాగడానికి ముఖ్యమైనది, మరియు కొత్త పరిశోధన TOPCon యొక్క ఆ కోసం ఒక ముఖ్యమైన డేటా పాయింట్ అందిస్తుంది. సౌర పరిశ్రమ ఎక్కువ సామర్థ్యాలు మరియు తక్కువ ఖర్చుల వైపు నెట్టబడేటప్పుడు, కొత్త సెల్ ఆర్కిటెక్చర్ల నిజమైన-ఆర్ల్డ్ భరోసాను అర్థం చేసుకోవడం వాటి శిఖర ప్రయోగశాల పనితీరు వలె ముఖ్యమైనది.
ఈ కథ PV Magazine ద్వారా నివేదనపై ఆధారపడినది. అసలు కథను చదవండి.
