光伏电池及组件PID产生的原理介绍及测试方法.pdf

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1、Insertpicturehere10x17cmSystemvoltagedurabilitytest系统电压耐受测试TÜVSÜDChinaAgenda1什么是PID?2造成PID的原因3实验研究数据4标准解读Page2TÜVSÜDChina什么是PID?PID(PotentialInducedDegradation)Test为电位诱发衰减测试，也称之为SystemVoltageDurabilityTest。PID最早是Sunpower在2005年发现的。组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池片表面的钝化效果恶化，导致FF、

2、Isc、Voc降低，是组件性能低于设计标准。在2010年，NREL和Solon证实了无论组件采用何种技术的p型晶硅电池片，组件在负偏压下都有PID的风险。Page3TÜVSÜDChina什么是PID?IEC62804Ed.1.0Systemvoltagedurabilitytestforcrystallinesiliconmodules–designStage:PNWqualificationandtypeapprovalDocument:82/685/NP晶体硅组件系统电压耐受测试-设计鉴定Date:2011-12与定型Stage:ANW此测试通过模拟条件来验证光伏组件在光

3、Document:82/725/RVN伏发电系统实际应用过程中的抗PID性能，Date:2012-06成为反映组件品质和性能可靠性的重要测试项目之一。Nextstage:1CDDecisionDate:2012-10Page4TÜVSÜDChina什么是PID?Thesemodulesinaarrayhadbeenusedaboutthreeyears,buttherehaveverybigdegradationonPmax.阵列的这些组件使用大约3年时功率大幅下降。SomeELPicturesofCustomerComplaintsModules(185W/72pcs/12

4、5monocells)PmaxPmaxPmaxPmaxPmax168.911W156.459W101.269W78.001W43.360WPage5TÜVSÜDChinaPID的三种衰减模式-11.半导体活性区受到影响，导致分层现象：活性层内离子的迁移，导致电荷聚集或者带电离子穿过半导体材料表面电荷，影响半导体材料表面的活性区。严重情况下，离子的聚集，例如钠离子在玻璃表面的聚集，将导致分层现象。BPSolar,a-Simodules,-600Vbias,12modelsinthefield钠离子迁移到玻璃/TCO界面，导致TCO分层和电化学腐蚀Page6TÜVSÜDChina

5、PID的三种衰减模式-1N-typeMultic-Si:Sunpowerin2005光伏阵列的正向偏压会导致带正电的载流子穿过玻璃，通过接地边框流向地面，使得在电池片表面剩下带负电的载流子，从而导致前表面n+/n层的n+区域出现衰减现象。少数n+载流子（空穴）在前表面复合导致了电池性能的衰减。Page7TÜVSÜDChinaPID的三种衰减模式-22.半导体结的性能衰减和分流现象：离子迁移会发生在活性层内，是半导体结的性能衰减并造成分流。施加正负偏压时，薄膜器件在活性区内的离子迁移都很活跃。如果通过电池片的电压为负压，边框正偏压，则阳极离子流入电池片，造成p-n结衰减；如果通

6、过电池片的电压为正压，边框负偏压，则阳极离子流出电池片，聚集在p-n结附近。Page8TÜVSÜDChinaPID的三种衰减模式-33.电离腐蚀和大量金属离子的迁移现象：通常封装过程中的湿气会造成电解腐蚀和金属导电离子的迁移。Si栅格界面腐蚀和栅线腐蚀会导致串联电阻升高。在焊带附近发现腐蚀和离子向边框处迁移的现象。Page9TÜVSÜDChinaAgenda1什么是PID?2造成PID的原因3实验研究数据4标准解读Page10TÜVSÜDChina造成PID的原因外部可能的原因：光伏组件在野外环境中的实际情况和大量研究都表明了：在高温、潮湿和由于光伏逆变器阵列接地方式引起的光

7、伏组件严重的腐蚀和衰退。内部可能的原因：系统、组件和电池片3个方面可以引起PID现象Page11TÜVSÜDChina造成PID的原因-系统方面逆变器接地方式和组件在阵列中的位置决定了电池片和组件是受到正偏压或者负偏压，实际电站运行情况和研究结果表明：如果阵列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件出于负偏压下，则越靠近福输出端的组件的PID现象越明显。而在中间一块组件和逆变器正极输出端之间的所有组件出于正偏压下，PID现象不明显。PV逆变器、阵列的负极输出端接地会有效的预防PID现象。Page12