Każde z wytwarzanych monokrystalicznych ogniw krzemowych, niezależnie od zastosowanej technologii wykonania, jest podatne na działanie niekorzystnego efektu LID. Zjawisko to znane jest od wielu lat, lecz dopiero wraz z wprowadzeniem wysokowydajnych modułów, okazało się bardziej dotkliwe. Czym jest efekt LID? Jakie są jego negatywne skutki? W jaki sposób producenci radzą sobie z tym wyzwaniem? O tym w dalszej części artykułu, na przykładzie niemieckiego producenta paneli fotowoltaicznych AE Solar.

Rozwinięciem powszechnie stosowanego skrótu LID jest Light Inducted Degradation, czyli w języku polskim degradacja (ogniwa fotowoltaicznego) powodowana przez padające światło słoneczne, wywołana indukowanym napięciem. Efekt LID występuje podczas eksploatacji instalacji fotowoltaicznej, wystawionej na duże nasłonecznienie i wysoką temperaturę. Skutkiem tego może być utrata do 5% względnej wydajności. Za proces degradacji odpowiedzialny jest na przykład tlenek boru, który występuje w ogniwie krzemowym ze względu na domieszkowanie borem oraz występujące w niej śladowe ilości tlenu, który jest skutkiem ubocznym wzrostu płytek krzemowych podczas ich wytwarzania. Następnie, już podczas eksploatacji, tlen łączy się z zastosowanym w ogniwie borem tworząc tlenek boru (B-O). Wyższe stężenie boru powoduje niższą rezystywność podstawową, która zwiększa występowanie zjawiska LID. [1]

Brak jakiegokolwiek przeciwdziałania efektowi LID może powodować degradację wydajności ogniwa w pierwszym miesiącu pracy aż do 10%. Z tego powodu producenci modułów wykonują proces regeneracji ogniwa (wyżarzania), który przeprowadzają poddając ogniwo działaniu wysokiej temperatury przy udziale światła lub przyłożeniu prądu. Proces ten jest jednak czasochłonny, a optymalny poziom regeneracji dla każdego ogniwa jest inny. Z tego powodu producenci starali się znaleźć inną metodę na zneutralizowanie skutków tego efektu lub zmniejszenia jego skali.[2]

Inżynierowie z AE Solar zmagając się z problemem LID postanowili wykorzystać szereg badań dotyczących trwałej niestabilności w monokrystalicznych ogniwach krzemowych typu PERC z domieszkowanym galem. Głównym pozytywnym efektem zamiany materiału domieszkującego z boru na gal, jest brak degradacji lub nawet niewielka poprawa wydajności podczas procesu stabilizowania ogniwa. W takich samych warunkach, ogniwa domieszkowane borem uległy ok. 5 % pogorszeniu sprawności, po czym (po wykonaniu pełnego procesu regeneracji) ich sprawność powróciła do normy.  Wykorzystując posiadaną wiedzę, AE Solar stworzyło nową serię paneli fotowoltaicznych AURORA, która obejmuje moduły typu PERC domieszkowane galem odporne na działanie niekorzystnego zjawiska LID. [3] 

Kliknij, aby dowiedzieć się więcej o AE Solar

Autor: Przemysław Lis
Bibliografia:
[1] - Nicholas E. Grant, Jennifer R. Scowcroft, Alex I. Pointon, Mohammad Al-Amin, Pietro P. Altermatt, John D. Murphy – Lifetime instabilities in gallium doped monocrystalline PERC silicon solar cells

[2] – Jay Lin – „Why can’t LID effects be completely removed in PERC cells?”

[3] -  Vidhyashankar Venkatachalaperumal, Afshin Bakhtiari - LIGHT-INDUCED DEGRADATION