電位誘導(dǎo)PID衰減

1、電位誘導(dǎo)PID衰減電位誘發(fā)衰減PID （Potential Induced Degradation）現(xiàn)象是指在高溫多濕環(huán)境下，高電 壓流經(jīng)太陽(yáng)能電池單元便會(huì)導(dǎo)致輸出功率下降的現(xiàn)象，是光伏電池所特有的現(xiàn)象。在過(guò)去的 幾十年里，由于系統(tǒng)偏壓而引起組件功率大幅衰減，有的衰減甚至超過(guò)50%。PID與環(huán)境因 素、組件材料以及逆變器陣列接地方式等有關(guān)。1衰減機(jī)理三種衰減模式：1.1模式1光伏組件正向偏壓，會(huì)導(dǎo)致帶正電的載流子穿透玻璃，通過(guò)接地邊框流向地面，光伏組 件表面就會(huì)累積負(fù)電荷:這些負(fù)電荷會(huì)與空穴復(fù)合，降低組件性能;這些負(fù)電荷積聚在組件表面，會(huì)吸引正電荷Na+聚集在玻璃表面，導(dǎo)致分層現(xiàn)象。（光伏組件

2、外表面的玻璃主要成分為二氧化硅和純堿（主要提供Na2O），在潮濕環(huán)境下，EVA水解產(chǎn)生醋酸，與玻璃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生Na+。）I rsliv n- Thwe o-.t 由geEirinq at ih3 jundnn-V ID aaivci lAyefI rsliv n- Thwe o-.t 由geEirinq at ih基底材料的性能-硅片電阻率半導(dǎo)體摻雜濃度會(huì)影響p-n結(jié)的耗盡區(qū)寬度，低摻雜電阻率大的硅片PID減少發(fā)射極的方塊電阻優(yōu)化電池效率而采取的增加方塊電阻會(huì)使電池片更容易衰減電池片由于摻雜不均勻?qū)е路綁K電阻不均勻，進(jìn)而容易出現(xiàn)PID現(xiàn)象方塊電阻（面電阻）反映擴(kuò)散深度和擴(kuò)散濃度。摻雜濃度高

3、、結(jié)深、方塊電阻小，反之 電阻大。實(shí)驗(yàn)表明，方塊電阻較大時(shí)，光伏電池能輸出更高的電壓和電流，因此為提高 光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，可以可通過(guò)選出最優(yōu)方塊電阻值來(lái)獲得最恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換效率。但增 加方塊電阻會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)電阻增大、填充因子降低。減反射層的性能PID現(xiàn)象和電池片表面的反射層有關(guān)，提高反射層的折射率可以有效地降低PID現(xiàn)象的 發(fā)生。當(dāng)減反層的折射率大于2.2后，PID現(xiàn)象不再被觀察到。而當(dāng)折射率小于2.08后，組 件很難通過(guò)PID測(cè)試。目前有不少的光伏電池廠在做針對(duì)電池和PID的關(guān)系的測(cè)試中也發(fā) 現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。3解決措施3.1系統(tǒng)從系統(tǒng)上而言，可以采用串聯(lián)組件的負(fù)極接地方式來(lái)降低PID影響；將逆變

4、器直流側(cè) 接地，但是現(xiàn)在的逆變器技術(shù)并不允許直流側(cè)接地，主要是因?yàn)闊o(wú)變壓器的逆變器對(duì)直流、 交流不能進(jìn)行隔離，所以不能接地；組件在正向偏壓下PID影響相對(duì)于負(fù)偏壓下影響很小，因此一種方法是使任意一 塊組件均處于正偏壓。從系統(tǒng)上而言，可以采用串聯(lián)組件的負(fù)極接地方式來(lái)降低 PID影響；將逆變器直流側(cè)接地，但是現(xiàn)在的逆變器技術(shù)并不允許直流側(cè)接地，主 要是因?yàn)闊o(wú)變壓器的逆變器對(duì)直流、交流不能進(jìn)行隔離，所以不能接地；因?yàn)镻ID衰減是一個(gè)可逆的過(guò)程，因此可以通過(guò)夜間對(duì)光伏組件施加反向電壓來(lái) 降低PID的影響；另一種預(yù)防措施，就是采用微型逆變器：系統(tǒng)電壓降低，且每臺(tái)隔離型微逆直流負(fù) 端可以接地，產(chǎn)生的PID效應(yīng)應(yīng)該可以降低甚至忽略不計(jì)；3.2組件3.2.1 減反層段之一，但改變電池減反層的折射率會(huì)改變電池生產(chǎn)成本和電池的發(fā)電效率，在不提高成本 并且基本不改變效率的情況下做到抗PID對(duì)電池廠是一個(gè)非常大的難度。3.2.2 封裝在組件中替換玻璃（降低Na+）,但成本太高幾乎不可行。替換EVA，但新材料帶來(lái)成本提高和使用中的持續(xù)風(fēng)險(xiǎn)。以POE-PE為例 目前除非對(duì)組件進(jìn)行PID測(cè)試，尚無(wú)直接的測(cè)試方法可以判斷哪種EVA可以減小PID效應(yīng)； 在日夜交替的