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很長一段時(shí)間以來，人們已知悉測量光源與規(guī)范基準(zhǔn)之間的這種波動(dòng)偏離。例如2009年由弗朗霍費(fèi)太陽能系統(tǒng)研究所與主要的德國電池制造商和測量設(shè)備供應(yīng)商合作開展的一項(xiàng)研究揭示了電池與組件制造中對光不正確測量的物理原因,關(guān)鍵因素即所謂的光譜失配整個(gè)行業(yè)被建議認(rèn)真地的看待光譜失配問題，這在選擇性發(fā)射極技術(shù)實(shí)踐中尤為明顯。這項(xiàng)已經(jīng)在電池制造商中引發(fā)了濃厚興趣的年輕技術(shù), 在太陽光450nm以下波段中實(shí)現(xiàn)了高達(dá)0.8%的效率提升.由于現(xiàn)今標(biāo)準(zhǔn)的測量設(shè)備幾乎不能在該光譜范圍內(nèi)激發(fā)太陽電池,我們所看到的效率提升實(shí)際上仍然微小。
圖：光譜失配, ISE 20092（圖表清晰的顯示出人造光源不足的方面: 相比于規(guī)范的基準(zhǔn)光源光譜, 氙模擬光源光譜在400nm以下光譜出現(xiàn)缺失,800nm以上光譜出現(xiàn)嚴(yán)重波動(dòng)）
如果電池制造商沒有意識到他們測量設(shè)備的技術(shù)限制, 這可能是致命的。工藝工程師將臆斷“丟失”的效率增長是由于選擇性蝕刻的發(fā)射極層上缺乏鈍化所致, 因?yàn)榘l(fā)射極層上由短波波段激發(fā)的電子空穴對尤其傾向于很快的復(fù)合,所以需要可靠的鈍化。鈍化由氮化硅層的厚度來控制。這意味著氮化硅層的厚度大小對應(yīng)于得到最大的短路電流—該值來自于目前使用的測量設(shè)備。然而,前不久康斯坦茨大學(xué)與SCHMID集團(tuán)開展了一項(xiàng)尚未公開發(fā)表的聯(lián)合研究,致力于探索光譜失配在實(shí)際測量中的影響,該研究表明:如上所述,通過調(diào)整氮化硅層厚度實(shí)現(xiàn)電池效率在人造光源下的改善反而使得在基準(zhǔn)光譜下的測量結(jié)果更差.
Helge Haverkamp博士,SCHMID集團(tuán)光伏部門的研究主任和Christian Buchner博士, SCHMID集團(tuán)的電池業(yè)務(wù)總監(jiān),現(xiàn)正致力于把這個(gè)信息傳遞到電池制造商們:對于測量設(shè)備效率的理想改善應(yīng)該在450nm下到紫外區(qū)域,而目前要獲得這個(gè)范圍的光譜會產(chǎn)生很高的成本。如果電池制造商們選擇繼續(xù)使用”標(biāo)準(zhǔn)”測量設(shè)備直至高精度測量成本下降的話，他們強(qiáng)烈建議密切關(guān)注現(xiàn)有測量設(shè)備的缺陷,不要放棄在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室里測量標(biāo)準(zhǔn)片。
作為最佳實(shí)例,Buchner博士提到了臺灣旭泓全球光電公司引進(jìn)SCHMID選擇性發(fā)射極電池生產(chǎn)線,其由噴印和蝕刻工藝流程組合而成(如方框內(nèi)所示). 運(yùn)用極易整合的SCHMID設(shè)備,旭泓成功的運(yùn)行了60MW高效率電池線,并且已為2011下半年訂購了更多的SCHMID設(shè)備.然而,旭泓實(shí)現(xiàn)的效率增長和顯著的生產(chǎn)成本降低,尤其與他們在測量設(shè)備上的投資并確保持續(xù)正確的校準(zhǔn)這些設(shè)備是分不開的.
光譜失配對于選擇性發(fā)射極電池技術(shù)的影響,類似的體現(xiàn)在電介質(zhì)鈍化和背場發(fā)射工藝帶來的電池效率改進(jìn)上,該項(xiàng)技術(shù)有望提高在長波范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)化率,并且該提高并未在組件中得到衰減.根據(jù)他們在組件生產(chǎn)中的技術(shù)研發(fā),SCHMID集團(tuán)指出同樣對于組件，只有持續(xù)的校準(zhǔn)和使用合適的封裝材料才能確保選擇性發(fā)射極技術(shù)的效率提升。
電池與組件制造商們不想放棄這些非常有前景的新技術(shù),我們期望在二者的大量生產(chǎn)中,不僅是進(jìn)一步的改善提升,同時(shí)也是新的,規(guī)范的“陽光”可以很快閃耀。
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