有光的地方就有阴影

随着提高光电转换效率的新技术在太阳能电池量生中的运用,寻求更加精确的测量设备真实模拟阳光变得非常必要。因为人造的大功率光源例如氙闪光灯等还有不足的一面:与根据IEC 60904-3的标准测试条件相比,此类模拟光源在上下端光谱范围内显示出明显的偏差，然而,他们仍然被用于电池和组件生产线里的质量检测。

很长一段时间以来，人们已知悉测量光源与规范基准之间的这种波动偏离。例如2009年由弗朗霍费太阳能系统研究所与主要的德国电池制造商和测量设备供应商合作开展的一项研究揭示了电池与组件制造中对光不正确测量的物理原因,关键因素即所谓的光谱失配整个行业被建议认真地的看待光谱失配问题，这在选择性发射极技术实践中尤为明显。这项已经在电池制造商中引发了浓厚兴趣的年轻技术, 在太阳光450nm以下波段中实现了高达0.8%的效率提升.由于现今标准的测量设备几乎不能在该光谱范围内激发太阳电池,我们所看到的效率提升实际上仍然微小。

图：光谱失配, ISE 20092（图表清晰的显示出人造光源不足的方面: 相比于规范的基准光源光谱, 氙模拟光源光谱在400nm以下光谱出现缺失,800nm以上光谱出现严重波动）

如果电池制造商没有意识到他们测量设备的技术限制, 这可能是致命的。工艺工程师将臆断“丢失”的效率增长是由于选择性蚀刻的发射极层上缺乏钝化所致, 因为发射极层上由短波波段激发的电子空穴对尤其倾向于很快的复合,所以需要可靠的钝化。钝化由氮化硅层的厚度来控制。这意味着氮化硅层的厚度大小对应于得到最大的短路电流—该值来自于目前使用的测量设备。然而,前不久康斯坦茨大学与SCHMID集团开展了一项尚未公开发表的联合研究,致力于探索光谱失配在实际测量中的影响,该研究表明:如上所述,通过调整氮化硅层厚度实现电池效率在人造光源下的改善反而使得在基准光谱下的测量结果更差.

Helge Haverkamp博士,SCHMID集团光伏部门的研究主任和Christian Buchner博士, SCHMID集团的电池业务总监,现正致力于把这个信息传递到电池制造商们:对于测量设备效率的理想改善应该在450nm下到紫外区域,而目前要获得这个范围的光谱会产生很高的成本。如果电池制造商们选择继续使用”标准”测量设备直至高精度测量成本下降的话，他们强烈建议密切关注现有测量设备的缺陷,不要放弃在校准实验室里测量标准片。

作为最佳实例,Buchner博士提到了台湾旭泓全球光电公司引进SCHMID选择性发射极电池生产线,其由喷印和蚀刻工艺流程组合而成(如方框内所示). 运用极易整合的SCHMID设备,旭泓成功的运行了60MW高效率电池线,并且已为2011下半年订购了更多的SCHMID设备.然而,旭泓实现的效率增长和显著的生产成本降低,尤其与他们在测量设备上的投资并确保持续正确的校准这些设备是分不开的.

光谱失配对于选择性发射极电池技术的影响,类似的体现在电介质钝化和背场发射工艺带来的电池效率改进上,该项技术有望提高在长波范围内的转化率,并且该提高并未在组件中得到衰减.根据他们在组件生产中的技术研发,SCHMID集团指出同样对于组件，只有持续的校准和使用合适的封装材料才能确保选择性发射极技术的效率提升。

电池与组件制造商们不想放弃这些非常有前景的新技术,我们期望在二者的大量生产中,不仅是进一步的改善提升,同时也是新的,规范的“阳光”可以很快闪耀。