硼(B)掺杂的P型单晶硅(Cz-直拉法【fǎ】)电池的光衰【shuāi】现象【xiàng】早在1973年已发【fā】现，该【gāi】光衰之【zhī】后被发【fā】现【xiàn】可一定程【chéng】度恢【huī】复的。Jan Schmidt发【fā】现了该光衰主要【yào】是“B-O对”引起【qǐ】的并【bìng】给出了该缺陷【xiàn】的结构(2003)。Axel Herguth提出了“再【zài】生态”理论解释初【chū】始光衰后功率恢复并保持稳定的原理(2006)。P型多【duō】晶硅电池的衰【shuāi】减则因氧含量相对少而【ér】恢复【fù】过程不明显，该衰减被【bèi】认为不仅与B-O对相关，同时也与金属杂质相关【guān】。
B-O引起的光衰经过一【yī】段时间的光照可有一定程度的恢复，如P型单晶硅组件在最【zuì】初户外【wài】运行的2~3个【gè】月，会经历较【jiào】明显的衰【shuāi】减【jiǎn】与【yǔ】部分恢【huī】复过程，商业化【huà】产品首年的【de】衰【shuāi】减可保持在3%以内，P型多晶组件的【de】首【shǒu】年衰【shuāi】减则一【yī】般按【àn】 2.5%来质保【bǎo】，电池均无需经过“再生”处理【lǐ】。
2.PERC组件的光衰
P型PERC技术对晶硅电池背面【miàn】做钝【dùn】化【huà】，电子需要扩散更长【zhǎng】的距离经过激光开槽处才【cái】能传输到背面的【de】铝【lǚ】电极，因【yīn】此缺陷【xiàn】与杂【zá】质会引起更加明显的光衰。如【rú】下【xià】图所示【shì】，P型【xíng】单【dān】晶PERC电池的【de】光衰均高于常规单晶，P型多晶PERC电池的光衰也【yě】高于常【cháng】规多晶，单晶PERC电池光衰【shuāi】达【dá】到【dào】3%后开始恢复，多晶PERC电池在【zài】约40小时光【guāng】衰快速达【dá】到约3%后【hòu】继续衰减【jiǎn】至5.5%以上，铸造单晶在400小时内也并未发生光衰恢复【fù】。
因【yīn】此【cǐ】PERC电池需要经过“再生”处【chù】理，如下图所示，在130摄氏度【dù】1.2suns光照1小时的再生处【chù】理并稳【wěn】定后，单晶PERC电池效率【lǜ】可恢【huī】复初始【shǐ】值的【de】99.5%。2014年起单晶PERC技术【shù】开始规模应用的【de】原因就是：1发现了具有很好【hǎo】钝化【huà】效果【guǒ】的AlOx，2通过【guò】产【chǎn】业化【huà】的“再生【shēng】”处理【lǐ】可以对单【dān】晶PERC电池的【de】光衰有效控制。研究人员也发现光【guāng】致衰减实际上【shàng】是【shì】载流子(Carrier)引起的光衰【shuāi】，LID也就可【kě】以称之为CID，高【gāo】剂量光照或高电流注入均【jun1】可以加速“再生”过程，生【shēng】产【chǎn】出“B-O光【guāng】衰”基【jī】本被【bèi】消除的PERC电池。值得指【zhǐ】出【chū】的是：常规单晶电池如经【jīng】过再生处理后的光衰表现略【luè】优于单【dān】晶PERC电池，很可能是【shì】 “B-O光衰”光衰被基本消除后杂质引起的光衰所起的作用，所以【yǐ】制造单【dān】晶PERC电池有必要注意硅【guī】片的【de】杂【zá】质含量。
UNSW(新南威尔士【shì】大【dà】学)认为(光致【zhì】)再生【shēng】过程【chéng】的机理【lǐ】在于促使P型【xíng】硅中【zhōng】存【cún】在【zài】的H+转化为H0，H0可【kě】以【yǐ】钝化BO+缺陷乃至金属【shǔ】离子如Fei+、Cri+，商【shāng】业化的光致再生设【shè】备因需要高生产速率，因此需要利【lì】用到高强度的光照(如激光)以在【zài】几秒钟内完成再【zài】生过程。如下【xià】报告列举了5家提供光致【zhì】再生(LIR，Light induecd regeneration)设【shè】备的企业，其设备均有很好的处理效果。
国内的晶宝、时创、昊【hào】建等均开发了电注入【rù】(电致再生)设备【bèi】，不同于光注入设备【bèi】需【xū】要在电池端与在【zài】线生产【chǎn】，电【diàn】注入【rù】设备可以离线布【bù】置在电池端或【huò】组件【jiàn】端，多个电池【chí】片堆叠【dié】通电处理，在制【zhì】造端也得到了大规模的【de】应用【yòng】。
另外，掺【chān】Ga的P型硅与掺磷的N型硅则可以根本上【shàng】杜绝【jué】了【le】“B-O”衰减，也可【kě】以解决单晶PERC技【jì】术的光衰风险。因【yīn】此【cǐ】单晶PERC技术【shù】规【guī】模应【yīng】用在理论上不存在问【wèn】题，却对硅片品质与【yǔ】电【diàn】池技术提【tí】出了更高的要求，光伏电站投资者需要选择技术可靠的供应商以避免风险。
3.多晶PERC光衰与LeTID
根据以下2012年【nián】的【de】 研究【jiū】，低【dī】氧与【yǔ】掺Ga均无【wú】法解决多晶PERC电【diàn】池的【de】光衰问题，并【bìng】展示了不同温度下测试光衰的差【chà】别，75oC下的光衰明显高【gāo】于25oC的结【jié】果【guǒ】，而75oC是组件【jiàn】户外工作时可能出现的温度【dù】。
因此Q-Cells在15年命名的LeTID(Light and elevated Temperature Induced Degradation，光【guāng】与升温导致的衰减【jiǎn】)并不是【shì】一【yī】个新的概念，不少文献还是坚【jiān】持使用LID in mc-silicon(多晶光衰)来描述同一现【xiàn】象。Q-Cells发现多【duō】晶【jīng】PERC电池【chí】的开路电【diàn】压衰减【jiǎn】在95oC高载流子注入的情况【kuàng】下【xià】在800小【xiǎo】时后【hòu】恢【huī】复至【zhì】约99%，表明【míng】了多晶PERC电池再生态处理理论上的可行性，但由于耗时【shí】非【fēi】常久，产业化付出的成本就会【huì】很高【gāo】。
多晶PERC电【diàn】池在暗退火处理(如【rú】150oC，10小【xiǎo】时)时可发生类【lèi】似的衰减行为，研【yán】究【jiū】者认为该过程与LeTID有相【xiàng】同的【de】机理，因此可以通过研究暗退火过程以确【què】定LeTID的根【gēn】本原理。UNSW发现P型Cz单晶硅、Fz单晶硅以【yǐ】及N型硅【guī】在暗【àn】退【tuì】火后也会发生【shēng】衰减(考虑到暗退火条件【jiàn】并不见于户外应【yīng】用，没有【yǒu】必要因【yīn】此担心单晶PERC技术的产【chǎn】业应用)。UNSW发现了【le】LeTID与氢的相关性;M. A. Jensen认为【wéi】LeTID是氢与硅【guī】片中的一【yī】种和几种【zhǒng】缺陷共【gòng】同作用导致的(evaluating root cause: The distinct roles of hydrogen and firing in activating light and elevated temperature-induced degradation，2018);Kenta Nakayashiki认为根本原因可能是两个：1氢【qīng】和深能级【jí】施主缺陷共【gòng】同形成的点【diǎn】缺陷【xiàn】;2含Cu复合缺陷的【de】构型变化(Engineering Solutions and Root-Cause Analysis for Light-Induced Degradation in p-Type Multicrystalline Silicon PERC Modules, 2016);Mallory A. Jensen则发现【xiàn】杂质元素【sù】Cu和Ni在LeTID过程中起着关键【jiàn】作用【yòng】 (Solubility and Diffusivity: important Metrics in the Search for the Root Cause of Light and Elevated Temperature-Induced Degradation, 2018)
总之，多【duō】晶【jīng】PERC的LID(或称LeTID)的根本【běn】原因仍【réng】没有定论，考虑到各【gè】研究者都【dōu】有实验依据，光【guāng】衰很可能是多种因素共同【tóng】作用导致的。对于产业化的【de】解决上【shàng】，多晶PERC生产商需要做的包【bāo】括严控【kòng】多晶硅片质【zhì】量(采用高品【pǐn】质硅料)，长时【shí】间'再【zài】生'处理【lǐ】以及严控电池【chí】出厂光衰测试(75oC测试，提高【gāo】抽【chōu】测【cè】频次)。考虑到【dào】18年下半年多【duō】晶硅片【piàn】处【chù】于亏本销售的【de】情【qíng】况，差的硅料、回料很可能被用到，质量相【xiàng】对较差的硅片制成的多晶PERC组件【jiàn】在系统中【zhōng】存在【zài】较【jiào】高的潜在风险。
目前晶【jīng】硅电池LeTID的测【cè】试标准正在讨论中，对【duì】于多【duō】晶PERC的光衰管控只有出厂【chǎng】测试【shì】才有【yǒu】意义，仅仅看第三方的送样测试【shì】结果的参考价值不【bú】大，一方面多晶硅片【piàn】来自【zì】铸锭【dìng】不同位置，硅【guī】片内部缺陷【xiàn】的情况有不同;另一方面单片电【diàn】池/组件【jiàn】是可以【yǐ】通过【guò】特殊处理做到低光【guāng】衰的。
4.总结
A.P型PERC电池的光【guāng】衰明显高于常规【guī】BSF电池，因【yīn】此需要进【jìn】行“再生”处理;
B.单晶PERC电池的光衰以“B-O”光【guāng】衰【shuāi】为【wéi】主，原理上可通过光【guāng】注入、电注【zhù】入及掺Ga来解【jiě】决，但【dàn】对制造【zào】商【shāng】技术水平提出更高【gāo】要求【qiú】，投资者需选择可靠供应商。
C.多晶PERC电池的光【guāng】衰机【jī】理【lǐ】复杂，也会发生“再生”过程但耗【hào】时【shí】很久【jiǔ】，产业化需要使用高品质硅片并加【jiā】强电池的【de】出厂【chǎng】光衰管控。
