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研究作者与发表信息：
该研究标题为《Influence of Double Current Injection Annealing on Anti-LID Effect in Mono-like Cast Silicon PERC Solar Cells》，主要作者为Zehui Wang、Honglie Shen、Dongli Hu、Qingzhu Wei、Zhichun Ni等，研究所属机构包括南京航空航天大学材料科学与技术学院、中国江苏硅材料相关企业等。本研究发表在期刊《Journal of Materials Science: Materials in Electronics》2020年第31期，3221-3227页，于2020年1月20日在线发表。
硅基光伏电池是现代光伏工业的重要组成部分，但光诱导衰减（Light-Induced Degradation, LID）效应导致了p型硅太阳能电池效率的显著降低。早在1973年，Fischer与Pschunder首次观察到了LID效应，但由于当时电池效率较低，该领域未受到足够重视。近年来，随着硅电池效率提升压力增大，LID效应研究再度成为焦点。研究显示，LID效应与硼氧（B-O）相关的缺陷密切相关，而其机理尚未完全解释。此外，LID效应的严重性与氧浓度呈正相关，高氧浓度晶体硅PERC（Passivated Emitter and Rear Cell）太阳能电池的效率下降甚至超过5%。因此，迫切需要寻找缓解LID效应的解决方案。
通过引入单晶铸造法生产的单晶状铸造硅（Mono-like Cast Silicon, ML C-Si），实现了高性能与低成本的结合。然而，铸造工艺造成的缺陷影响仍然存在，需要通过后续工艺进一步优化性能。过去研究表明，当前注入退火（Current Injection Annealing, CIA）作为一种再生技术可以被用于LID效应抑制，但其优化潜力尚有待开发。本研究提出一种双重电流注入退火工艺（Double CIA Process），以探索其在改进抗LID能力与电学性能方面的效果。
实验对象与分组：
实验使用p型硅锭中切割的158.75×158.75 mm²晶片，初始电阻率为0.5-1.6 Ω·cm，氧含量为5 ppm。用于实验的ML C-Si PERC太阳能电池经工业线加工制造，规模效率范围为20.24%至20.25%。实验选取15片电池，分别分为三个组：
1. 单次CIA处理并进行LS（Light Soaking, 光暴晒）测试的样品组。
2. 双次CIA处理并进行LS测试的样品组。
3. 未处理直接进行LS测试的对照组。
工艺与处理过程：
- 单次CIA处理：电池放置在温度为260°C的烤箱中，并注入14.5A电流，持续4860秒，完成后冷却至室温。
- 双次CIA处理：在单次CIA处理后，冷却完成的样品再次经历相同的CIA工艺。
- LS测试：进行5、15、60 kWh不同时长的光暴晒测试，并应用Maxwell电学性能测试仪、QEX10量子效率测量系统、ASICCN EL测试机等设备对性能进行全面分析，指标包括短路电流（ISC）、开路电压（VOC）、填充因子（FF）、饱和电流密度（J0）等。
1. 电学性能变化：
单次和双次CIA处理均显著提高了ML C-Si PERC太阳能电池的电学性能。其中，ISC提高了0.42%-0.47%，VOC提高了0.29%-0.37%，FF变化较小，增加了约0.32%-0.42%，导致整体效率（Eff）提升了1.13%-1.17%。相较单次CIA处理，双次CIA在ISC和VOC方面略有提升，但FF小幅下降，意味着FF的改善在双次处理中达到平台期。
2. EQE（外量子效率）变化：
在800-1000 nm波长范围，未处理电池的EQE随LS时间增加快速下降；CIA处理显著减缓了此下降趋势。特别是在950 nm点，单次处理后EQE下降约为-3%，而双次处理后EQE下降仅为-2.4%，表明双次CIA对长波保护效果更优秀。
3. LID衰减表现：
单次CIA处理样品在60 kWh LS后，效率下降1.96%，而双次CIA处理降幅仅为1.13%。双次处理不仅减小了效率下降幅度，还显著降低了由LID效应引起的J0增加量（由37 fa/cm²减少到26 fa/cm²）。
4. 缺陷与裂纹检测：
通过EL（电子致发光）图像分析发现，无论是单次还是双次CIA处理，均未引入额外缺陷，晶体边界稳定，表明该工艺不会对材料结构产生不良影响。
研究证实，双重CIA工艺显著增强了ML C-Si PERC太阳能电池的抗LID能力。其电学性能增强（尤其是ISC、VOC的提升及长波段响应增强）意味提高了电池的光电转换效率和稳定性。此外，通过降低LID效应的J0增幅，双重CIA工艺进一步优化了电池的长时间使用性能，表现出优于单次CIA处理的效果。
通过研究优化的双重CIA处理技术为太阳能电池行业提供了一种高效、低成本的抗LID解决方案，同时为未来进一步提升ML C-Si电池性能奠定了理论及实验基础。此外，该技术可推广至其他硅材料的应用领域，为新能源发展提供助力。