PV新技術的可靠度問題- LID與LeTID
LID與LeTID曾經是讓業界很困擾的電池衰退模式，經過多年電池技術提升，此問題已逐漸克服。最新的TOPCon模組是否還有這個問題？
本系列文章摘要自國際能源總署PVPS Task 13的技術報告，介紹PV新技術帶來的可靠度問題，這也是傑博作為子任務主持人所出版的第一份報告。我們彙整了目前可取得的技術文獻，以及全球各大研究機構的研究成果，期盼能幫助業界了解這些新技術的潛在風險。
本文介紹的IEA PVPS Task13報告可在以下官網連結下載
Degradationand Failure Modes in New Photovoltaic Cell and Module Technologies
LID光導致衰退
光導致衰退（LID, Light Induced Degradation）是指由於照射光導致電池和模組功率衰減的現象。其主要衰減機制是硼氧複合物（B-O LID）的形成，在單晶電池中特別明顯，部分原因是其氧濃度較高。 LID 的最大衰減通常發生在光照後的最初幾個小時內，衰減幅度可能達到幾個百分點。衰減階段結束後，在後續運行中有時會觀察到緩慢的恢復，但由於疊加了其他衰退或天氣影響，這在現場通常難以量化。
近年來，由於在 p 型電池中使用鎵 (Ga) 代替硼
(B) 作為摻雜劑，LID的發生率和嚴重程度已顯著下降。儘管如此，由於目前矽片中雜質（硼和鐵）含量通常較低，因此對於幾乎所有基於Ga p型和n型摻雜的電池來說，LID的影響都很小。
LeTID光與高溫導致衰退
光與高溫導致衰退（LeTID, Light and elevated Temperature-Induced
Degradation）是一種主要影響p型PERC電池的衰退效應。實際發生機制與電池裡的氫造成的相關缺陷有關，這些缺陷在熱和光的共同作用下變得活躍，導致少數載子複合，從而降低功率輸出。導致性能下降的缺陷在受控的熱或電條件下逐漸鈍化時，會有回歸現象，也就是功率回升。該過程通常與氫的重新分配和重新激活有關，導致電池效率隨著時間而逐漸恢復。由於其在運行最初幾年衰退到回歸的過程，可能導致運行中發電量嚴重損失（有時達到 10% 以上）。LeTID與 LID類似，在達到最大退化程度後的幾年內可以觀察到回歸現象，文獻顯示此現象受天氣和季節的影響很大。
基於對LeTID機制的理解，包括電池表面的氫擴散和矽晶內的缺陷形成等，近年來已開發出避免LeTID的電池生產技術，例如調整製程程中的溫度分佈或使用更薄的矽晶片。此外，p型太陽能電池中由硼摻雜轉變為鎵摻雜也使LeTID下降。而根據目前的經驗，n型TOPCon電池的模組比早期的p型PERC電池更不容易受到LeTID的影響。
上述關於 LID 和 LeTID 的原理已在以下實驗中得到證實（如圖１），此研究以18片商用TOPCon模組進行測試，包括LID預處理（IEC 61215-2:2021 Gate 1），接著進行了 322 小時的LeTID測試（IEC TS 63342:2022，2 x 162小時，通電流Isc-Imp）。
結果顯示，所有模組的功率衰退都在-0.2~0.8%之間，簡單說就是對模組性能的影響非常微小。在模組和系統層面，我們預計在Ga摻雜的p型TOPCon模組中，不會檢測到LeTID效應的衰退。
圖1 微小隱裂（左）與模組內隱裂分佈
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林敬傑博士，業界朋友們暱稱為「傑博」
2004年在工研院從事太陽能模組研發
2005年與德國萊因技術合作，在臺灣建立亞洲第一個太陽能檢測認證實驗室
2007年擔任德資企業a2pak
Power茂暘能源技術長
2011年成立顧問公司PV Guider，提供專業諮詢與電站品質管控等服務
目前擔任：
PV Guider首席顧問
CNS國家標準審議委員
國際能源總署IEA PVPS Task 13太陽能可靠度工作組技術專家兼共同主持人
SEMI產業標準技術委員會主席
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