硼(B)掺杂的【de】P型单晶硅(Cz-直【zhí】拉【lā】法【fǎ】)电【diàn】池的光衰现象早在1973年已【yǐ】发现【xiàn】，该光衰之后被发【fā】现可一定程度恢复的【de】。Jan Schmidt发【fā】现了该光【guāng】衰主要是“B-O对【duì】”引【yǐn】起的并给出了该缺陷的结构(2003)。Axel Herguth提【tí】出了“再生态”理论解释初【chū】始光【guāng】衰后功率恢复【fù】并保持稳定的原理(2006)。P型多晶硅【guī】电池的衰减则因氧含量相【xiàng】对少而恢【huī】复过程不明显，该衰减被认为【wéi】不仅与B-O对相关，同时也与金【jīn】属杂质相关【guān】。
B-O引起的光衰经过一段时间的光照可【kě】有一【yī】定程度【dù】的恢复，如【rú】P型单晶硅【guī】组件【jiàn】在最初户外运行的2~3个月，会经历较明显的【de】衰减与部分恢复过程，商业化产【chǎn】品首年的衰【shuāi】减【jiǎn】可保【bǎo】持在【zài】3%以内【nèi】，P型多晶组件的首年衰减则一般按【àn】 2.5%来质保，电【diàn】池均无需经【jīng】过“再【zài】生”处理。
2.PERC组件的光衰
P型PERC技【jì】术对晶硅电池背面做【zuò】钝化，电子【zǐ】需要扩散【sàn】更【gèng】长的【de】距离经过激光开槽处【chù】才能传输到背面的铝电极，因此缺陷与杂质会【huì】引起更加明显的光衰。如【rú】下图【tú】所示，P型单晶PERC电池的光衰【shuāi】均高于常规单晶，P型多晶PERC电【diàn】池的光【guāng】衰也高于常规多晶，单【dān】晶PERC电池【chí】光衰达到3%后开【kāi】始【shǐ】恢复【fù】，多晶PERC电池【chí】在约40小时【shí】光衰快速达到约3%后继续【xù】衰减至【zhì】5.5%以【yǐ】上，铸【zhù】造单【dān】晶在400小时内也【yě】并未发生光衰【shuāi】恢复。
因此PERC电【diàn】池需【xū】要经过“再生”处理，如下图所示，在130摄氏度【dù】1.2suns光照【zhào】1小时的再生处理【lǐ】并稳【wěn】定后，单晶PERC电池效率可恢复【fù】初始值【zhí】的【de】99.5%。2014年起单晶PERC技术开始规模【mó】应用【yòng】的【de】原因就是：1发【fā】现【xiàn】了具有很好钝化效【xiào】果的AlOx，2通过产业化的“再生”处理可【kě】以对单晶【jīng】PERC电池的光衰【shuāi】有效控制。研究人员也发现光致【zhì】衰减实际上是载流子【zǐ】(Carrier)引【yǐn】起的光衰，LID也就可以称之为CID，高剂量光照或高电流【liú】注入均可以【yǐ】加速“再生”过程，生产出“B-O光【guāng】衰”基【jī】本【běn】被消除的PERC电池。值【zhí】得指【zhǐ】出【chū】的是：常规单【dān】晶电池如经过【guò】再【zài】生处理【lǐ】后的光【guāng】衰【shuāi】表现【xiàn】略优于单【dān】晶PERC电【diàn】池，很可能是 “B-O光衰”光【guāng】衰被基本【běn】消除后杂质【zhì】引起的光【guāng】衰所起的作用，所以制造单晶PERC电池有必【bì】要注意硅片的杂质含量。
UNSW(新【xīn】南威尔士【shì】大学)认为(光致)再生过【guò】程的机理【lǐ】在于促使P型硅【guī】中存在的H+转化为H0，H0可以钝化BO+缺陷乃至金属【shǔ】离子如【rú】Fei+、Cri+，商【shāng】业【yè】化【huà】的光致再生设【shè】备因需要高【gāo】生【shēng】产速率，因此需要利用到高强【qiáng】度的光照【zhào】(如激光)以在【zài】几秒钟内【nèi】完成再生过程。如【rú】下报告列举了5家提供【gòng】光致再【zài】生(LIR，Light induecd regeneration)设备的【de】企业，其设备均有很好的处理效【xiào】果【guǒ】。
国内的晶宝、时创、昊建等均开发了电注入(电致【zhì】再生)设备，不同【tóng】于光注【zhù】入设备需要在【zài】电池端与【yǔ】在线生产【chǎn】，电注入【rù】设备【bèi】可以离【lí】线【xiàn】布置在电池端或组【zǔ】件【jiàn】端，多个【gè】电池片堆叠通电处理，在制造端也得到了【le】大【dà】规【guī】模的应用【yòng】。
另外【wài】，掺Ga的【de】P型硅与【yǔ】掺【chān】磷的N型硅【guī】则可以【yǐ】根本【běn】上【shàng】杜绝了“B-O”衰减，也可以解决单晶PERC技术的光衰风险。因【yīn】此单晶PERC技【jì】术规模应用在理【lǐ】论上【shàng】不存在问题，却对硅片【piàn】品质与电池技术提出了更高的【de】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年的【de】 研究，低氧与【yǔ】掺Ga均无法【fǎ】解决【jué】多晶PERC电池的【de】光衰问题，并【bìng】展示了不同温度下测【cè】试【shì】光衰的【de】差别，75oC下的光衰明显高于25oC的结果，而75oC是组件户外工作时可【kě】能【néng】出【chū】现的温度【dù】。
因此Q-Cells在15年命【mìng】名的LeTID(Light and elevated Temperature Induced Degradation，光与【yǔ】升温导致的衰减)并不是一【yī】个新的概念【niàn】，不少【shǎo】文献还【hái】是坚持使用LID in mc-silicon(多晶【jīng】光衰【shuāi】)来描述同【tóng】一现象。Q-Cells发【fā】现多晶【jīng】PERC电池的开【kāi】路电压衰减在95oC高载【zǎi】流子注【zhù】入的情况下在【zài】800小时后【hòu】恢复至约99%，表【biǎo】明了多晶【jīng】PERC电池再生态【tài】处理理论【lùn】上的可行性，但由于耗时非【fēi】常久，产业化付出【chū】的成本就会很高。
多晶【jīng】PERC电【diàn】池在暗【àn】退火处理(如150oC，10小时)时可发生类似的【de】衰减行为，研究者认为该【gāi】过程与LeTID有相同的机理，因此可以通过【guò】研【yán】究暗退火过【guò】程以确【què】定LeTID的根本原理。UNSW发【fā】现P型Cz单晶硅、Fz单晶【jīng】硅以及N型硅在暗【àn】退火【huǒ】后也会发【fā】生衰减(考虑【lǜ】到暗【àn】退【tuì】火条【tiáo】件并不【bú】见于【yú】户【hù】外应用，没有必【bì】要因此担心单晶PERC技术的产业【yè】应【yīng】用)。UNSW发现了LeTID与氢的相关性;M. A. Jensen认为【wéi】LeTID是氢与硅片【piàn】中的一种和几【jǐ】种缺陷共同作【zuò】用导致的【de】(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【běn】原因可能是【shì】两个：1氢【qīng】和深【shēn】能级施主缺陷【xiàn】共同形成的点缺【quē】陷;2含Cu复合缺陷的构型变化(Engineering Solutions and Root-Cause Analysis for Light-Induced Degradation in p-Type Multicrystalline Silicon PERC Modules, 2016);Mallory A. Jensen则发【fā】现杂质元素Cu和Ni在LeTID过程【chéng】中起着【zhe】关键作【zuò】用 (Solubility and Diffusivity: important Metrics in the Search for the Root Cause of Light and Elevated Temperature-Induced Degradation, 2018)
总之，多晶PERC的LID(或称LeTID)的根本【běn】原因仍【réng】没有定论，考虑到【dào】各研究者都有实【shí】验依据，光【guāng】衰很可能【néng】是多【duō】种因素【sù】共【gòng】同作用导【dǎo】致的。对于产业化的解决上，多晶PERC生【shēng】产商需【xū】要做【zuò】的包括严控多晶【jīng】硅片质量【liàng】(采用高【gāo】品质硅【guī】料)，长【zhǎng】时间【jiān】'再生【shēng】'处理以及【jí】严控电池出厂光衰【shuāi】测试(75oC测试，提【tí】高抽【chōu】测频次)。考虑到18年下半年多晶硅片处【chù】于亏【kuī】本销售的情况【kuàng】，差的硅料、回料很【hěn】可能被用到【dào】，质量相对【duì】较差的硅片制成【chéng】的多晶PERC组件在系统中存在较高的潜在风险。
目【mù】前晶硅电池LeTID的测试标准正【zhèng】在讨论中，对【duì】于多晶PERC的光衰【shuāi】管控【kòng】只有出厂测试才有意义，仅仅看第三方的【de】送样【yàng】测试【shì】结果的参考价值不大【dà】，一方面多晶硅片来【lái】自【zì】铸锭不同位置，硅【guī】片内【nèi】部缺陷的情况有不同;另【lìng】一方面单【dān】片电池【chí】/组件【jiàn】是可以【yǐ】通过【guò】特【tè】殊处理做到低光衰【shuāi】的。
4.总结
A.P型PERC电池的【de】光衰【shuāi】明显高于常规BSF电池，因此需要进【jìn】行【háng】“再生”处理;
B.单晶PERC电【diàn】池的【de】光衰【shuāi】以“B-O”光衰为主，原理上可通【tōng】过光注【zhù】入、电【diàn】注入及掺Ga来解决，但对制造商技术水【shuǐ】平提出更高要求【qiú】，投【tóu】资者需选择可靠供应商【shāng】。
C.多晶PERC电【diàn】池的光衰机理复杂【zá】，也【yě】会【huì】发【fā】生“再生”过【guò】程但耗时很久，产业化需要使【shǐ】用高品质硅片并加强电池【chí】的出厂光【guāng】衰管控【kòng】。
