解決光衰的進階型技術!「鎵」摻雜 p 型太陽能電池! (進階篇)

更新 發佈閱讀 3 分鐘

傳統 p 型太陽能電池在實際運轉中,常見於第一年出現約 3% 的初期不可逆功率衰退,即光致衰退(LID)。進階型技術「鎵」摻雜,有效控制於0.5%內,大幅提升p 型電池長期穩定性

一、傳統 p 型電池的核心痛點:B–O 缺陷與 LID

傳統 p 型矽晶圓以硼(Boron, B)作為摻雜元素,雖然製程成熟、成本低,但在 Czochralski(Cz)矽晶圓中,往往含有一定濃度的氧。在光照條件下,硼與氧會形成:Boron–Oxygen Complex(硼氧複合缺陷)。

這類缺陷會顯著提升少數載子復合速率,導致:

  • 初期功率快速下降
  • LID 約 1–3%(視製程與晶圓品質而定)

即使後續輸出趨於穩定,這一段「不可逆的下降」的損失,已經永久影響太陽能板的總發電量

二、鎵摻雜的關鍵突破:從「材料層級」消除缺陷

p型電池比較圖

p型電池比較圖

鎵同樣是三價元素,可在矽中形成 p 型電性,但與硼最大的差異在於:Ga–O 不會形成具電活性的穩定缺陷

也就是說:

  • 不會產生類似 B–O 的 LID 機制
  • 光照後電性幾乎不改變

這使得 Ga 摻雜 p 型晶圓在物理本質上「避開了 LID 的根源」

鎵摻雜 p 型電池的實際效果,在太陽能板層級,鎵摻雜帶來的改變非常直接:

  • 初期功率衰退 < 0.5%
  • 輸出曲線更平滑、可預期
  • 長期發電量顯著優於傳統硼摻雜 p 型

鎵摻雜使 p 型電池具備更佳的長期輸出穩定性。是否採用此項技術,通常可由各家廠商規格書加以判斷,例如初期功率衰退標示低於 0.5%,多半即代表已採用鎵摻雜設計,或會於技術說明中另行註記相關材料特性。

簡單來說,鎵(Ga)摻雜的 p 型太陽能電池,有效降低初期功率衰退,使實際發電量更接近設計值,進而縮短發電回收時間並提升長期投資報酬。此類以材料優化換取穩定輸出的設計,為既有 p 型技術提供了一條兼顧經濟性與可靠度的進階升級選項。


相關參考:

太陽能板選購指南:n型 vs p型太陽能板,哪種更適合你? (入門篇)

新手入門!!第一次購買太陽能板~規格書怎麼看!! (入門篇)


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