태양 전지 패널의 암전류, 역전류 및 누설 전류의 차이

셀 내부에는 암전류, 역전류, 누설 전류 등과 같은 다양한 전류가 있습니다.

다양한 전류는 태양광 패널의 전력에 더 크거나 작은 영향을 미칩니다. 다양한 전류의 특성을 구분하면 비정상적인 태양광 패널 전력의 원인을 식별하고 문제를 완전히 해결할 수 있습니다.

암전류

비조명 전류라고도 하는 암전류(DarkCurrent)는 PN 접합이 역 바이어스 조건에 있고 입사광이 없을 때 생성되는 역 DC 전류를 말합니다. 일반적으로 캐리어의 확산이나 장치 표면 및 내부의 결함 및 유해한 불순물로 인해 발생합니다. 확산 원리는 PN 접합에서 N 영역에 더 많은 전자가 있고 P 영역에 더 많은 정공이 있다는 것입니다. 농도의 차이로 인해 N 영역의 전자는 P 영역으로 확산되고 P 영역의 정공은 N 영역으로 확산되지만 PN 접합부는 내장된 전기장이 이러한 종류의 확산, 그러나 실제로 확산은 항상 진행되어 왔으며 확산 전류의 형성인 동적 평형에 도달했습니다. 또한 소자의 표면과 내부에 결함이 있는 경우 결함 에너지 준위가 재결합 중심 역할을 하여 전자와 정공을 포획하여 결함 에너지 준위에서 재결합하게 된다. 결함 에너지 준위에서 전자와 정공이 포획되면 캐리어의 이동으로 전류가 형성되기 때문에 동일한 유해 불순물도 소자에서 재결합 중심 역할을 하는데 그 이유는 결함과 같다.

암전류는 일반적으로 실리콘 웨이퍼를 선별할 때 고려됩니다. 암전류가 너무 크면 실리콘 웨이퍼의 품질이 부적합하다는 것을 나타낼 수 있습니다. 예를 들어 표면 상태가 많거나 격자에 결함이 많거나 유해한 불순물이 있거나 도핑 농도가 너무 높습니다. , 이러한 실리콘 웨이퍼로 만든 셀은 종종 소수 캐리어 수명이 낮아 변환 효율이 직접적으로 낮아집니다!

단순한 다이오드의 경우 암전류는 실제로 역포화전류이지만, 태양전지의 경우 암전류에는 역포화전류뿐만 아니라 박층 누설전류와 벌크 누설전류도 포함된다.

역 포화 전류

역 포화 전류는 PN 접합에 역 바이어스 전압을 인가하면 인가 전압이 PN 접합의 공핍층을 넓혀 접합 전계(즉, 내장 전계)가 커지고, 전자의 위치 에너지가 증가합니다. 다수 캐리어(P영역의 다차원 정공과 N영역의 전자)가 전위장벽을 통과하기 어려우므로 확산전류는 0이 되는 경향이 있으나 접합 전계의 증가로 인해 N 영역과 P 영역은 소수 캐리어가 드리프트 동작에 더 취약하므로 이 경우 PN 접합의 전류는 우세한 드리프트 전류에 의해 결정됩니다. 드리프트 전류의 방향은 확산 전류의 방향과 반대이며, 이는 소수 캐리어의 드리프트 이동에 의해 형성되는 외부 회로의 N 영역에 역전류가 남아 있음을 의미합니다. 소수 캐리어는 고유 여기에 의해 생성되기 때문에 특정 온도 하에서 열 여기에 의해 생성되는 소수 캐리어의 수는 일정하고 전류는 일정한 경향이 있습니다.

누설 전류

태양 전지는 3개의 층, 즉 얇은 층(즉, N 영역), 공핍층(즉, PN 접합), 본체 영역(즉, P 영역)으로 나눌 수 있습니다. 셀의 경우 항상 유해한 불순물과 결함이 있으며 일부는 실리콘 웨이퍼 자체에서 일부는 우리 공정에서 형성됩니다. 이러한 유해한 불순물과 결함은 정공과 전자를 포획하여 재결합시킬 수 있는 재결합 중심의 역할을 할 수 있습니다. 재결합 과정에는 항상 수반됩니다. 캐리어의 방향성 이동은 필연적으로 작은 전류를 생성합니다. 이러한 전류는 테스트에서 얻은 암전류 값에 기여합니다. 박층이 기여하는 부분을 박층누설전류라 하고, 바디영역이 기여하는 부분을 바디누설전류라 한다.