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光伏发电技术 储能系统 ★ 5.0

精确确定现代太阳能电池J0e的挑战:输入参数不确定性的敏感性研究

The Challenges of Accurate J0e Determination on Modern Solar Cells: A Sensitivity Study of Input Parameter Uncertainty

作者 Adrienne L. Blum · Harrison W. Wilterdink · Ronald A. Sinton
期刊 IEEE Journal of Photovoltaics
出版日期 2025年8月
技术分类 光伏发电技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 载流子复合寿命 硅光伏电池 Suns - Voc数据 厚度和电阻率 灵敏度分析
语言:

中文摘要

载流子复合寿命参数,包括有效寿命(τeff)、发射极饱和电流密度(J0e)和体寿命(τbulk),是硅基光伏器件表征的关键质量指标,并可用于功率损耗分析以指导工艺优化。这些参数通常基于样品的基底厚度和电阻率等输入信息,结合Suns-Voc测量数据提取。本文针对输入参数中厚度与电阻率的不确定性,开展了载流子复合寿命测量的敏感性分析,并提出降低不确定性的最佳实践方法。研究表明,通过超越规格书所提供的精度获取输入参数,可将J0e的不确定度控制在1 fA/cm²以下,从而提高测量结果的可靠性。

English Abstract

Carrier recombination lifetime parameters, including effective lifetime (τeff), emitter saturation current density (J0e), and bulk lifetime (τbulk) on silicon photovoltaic cells, are essential quality metrics for sample characterization and enable power loss analyses that drive process optimization decisions. The carrier recombination lifetime of cells is derived from measured Suns-Voc data based on sample-specific inputs of substrate thickness and resistivity. This work presents a sensitivity analysis of the carrier recombination lifetime measurements on silicon photovoltaic cells due to uncertainty in input thickness and resistivity and proposes best practices to reduce these uncertainties to achieve results with a high level of confidence. J0e uncertainties less than 1 fA/cm2 can be achieved with measurement or knowledge of input parameters beyond what is given on a specification sheet.
S

SunView 深度解读

该J0e精确测量技术对阳光电源光伏产业链具有重要应用价值。在SG系列光伏逆变器的组件选型与质量控制环节,精确的载流子复合寿命参数(τeff、J0e、τbulk)可用于评估上游电池片质量,指导MPPT算法优化以匹配不同复合特性的组件。对于PowerTitan储能系统配套的光伏电站,该测量方法可建立电池片功率损耗分析模型,通过控制J0e不确定度在1 fA/cm²以内,实现发电效率预测精度提升,为iSolarCloud平台的预测性维护提供更可靠的组件衰减数据。该研究提出的厚度与电阻率精确测量最佳实践,可应用于阳光电源供应链质量管理体系,降低组件性能波动对系统发电量的影响。