光伏组件pid效应及影响因素

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1、万方数据SOU氓ENERGY!!笪垦匦第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会优秀论文选登(十五)PID效应及影响因素常熟阿特斯阳光电力科技有限公司■曾雪华张志根蒋建平摘要：依据相关测试标准，再现了PID效应，并研究组件PID效应的影响因素，为后续组件PID效应改善提供参考。关键词：PID效应；光伏组件。影响因素一引言太阳能是未来具有广泛应用前景的新能源。近几年的研究表明，存在于晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高电压，会造成组件光伏性能的持续衰减，业内称之为电位诱导衰减(PID)。本文主要揭

2、示PID的形成机理，并依据相关测试标准在实验室再现了PID现象，探讨温度、湿度及电压等因素对组件PID效应的影响，从而为降低甚至避免组件的Pm效应提供支持。二PID的形成机理PID效应现象最容易在潮湿的环境下发生，且其活跃程度与潮湿程度相关；同时组件表面被导电性、酸性、碱性以及带有离子的物体的污染程度，也与上述衰减现象的发生有关。在实际的应用场合，晶体硅光伏组件的PID现象已经被观察到，基于其电池结构和其他构成组件的材料及设计型式的不同，PID现象可能是在其电路与金属接地边框存在电压偏置的条件下发生

3、。到目前为止，人们对漏电流的形成机理还不是十分清楚。总体而言，由于封装材料对电池进行封装后所形成的绝缘系统对于上述漏电流而言是不完善的，同时推测来自于钠钙玻璃的金属离子是形成上述具有PID效应的漏电流的主要载流介质，如图1所示。金属框架图1漏电流路径三实验室再现本中心进行PID的主要方式有两种：一种是高温、高湿环境下给组件内部电路和边框施加负电压；另一种是将玻璃表面覆盖铜箔置于高温环境中，并给组件内部电路和边框施加负电压，覆盖铜箔可提供相对于高湿环境更良好的导电介质，加速PID效应。本文试验中使用的

4、均是P型晶硅组件，故施加的偏置电压均为负电压。试验设备：电压源、数据采集仪、定值电阻、环境箱。试验步骤为：(1)将组件A表面覆盖铜箔至边框，将组件A的正负极引出端短接后接到电压源的负极，电压万方数据EI哑_日技术产品与工程，。=；。。i。i’2Ⅷ”施5+、⋯t撩i∞源的正极连接到组件的接地孔，利用环境箱加热内部电路和边框上持续19h后试验停止，组件功率组件至75。C，并通过电压源施加负压lkV至组件变化见表1。表1组件PID前后功率变化初始PID19h25．524．737．208．6933．578．

5、50由表中数据u'『知，A组件征PD19h后功率衰减了54．44％，衰减相当严重，由此可见PID效应对组件功率的输出影响很大。试验过程中通过引入定值电阻监控PID漏电流曲线如图2所示。《}娱脚熙图2组件PID测试漏电流曲线(2)将经过PID试验后的组件如步骤(1)连接，此时更改电压源输出为正压lkV，持续3h后试验停止，组件功率变化见表2。由表2可得出PID效应是可以恢复的，组件功率升高了98．8W，实现了功率的部分恢复，恢复过初始PID19h正压1kV3h25．524．725．3239．729．3

6、68．16109．221．205．150．6209．574．11．57．838．3程漏电流曲线如图3所示。试验前后对组件EL图像进行追踪，如图4所示。时间／h图3组件功率恢复漏电流曲线!●，^^^J-L．．Lf●bj‘J-■u．J．日37．208．6933．578．5037．018．54由图4可发现，组件在PID测试后EL图像出现较大面积的暗片，组件的串联电阻增大，并联电阻减小，填充因子降低；在恢复试验后暗片消失，组件的串联电阻减小，并联电阻增大，填充因子升高。上述现象能反应电池片少子的分布情况，暗

7、片部位少子跃迁机率降低，而电致发光强度随少子图4组件EL变化图239．729．368．16109．221．205．15208．028．907_200．6209．574．11．57．838．30．679．365．8扩散长度的增加而增加，所以EL图像变化与外界偏压的改变导致少子扩散长度的变化有关。四偏置电压对PID效应的影响选取相同批次、相同材料的3件组件(X、Y、z)，组件玻璃面无铜箔覆盖，组件按步骤(1)进行SoLARENERGY3／2013∞5；∞∞∞的柏∞∞m0∞5；∞加∞∞∞∞∞mo万方数据S

8、OLARENERGY技术产品与工程EI匝■日连接，在60"(2、85％RH环境中分别施加500V、lkV、1．5kV的偏压1．5h后测试组件功率，组件功率变化见表3。测试过程中漏电流监控曲线如图5所示。x组件5刚．6黧85％RHY组件初始1kV，60

9、。C，85％RHz组件初始1．5kV，60。C，85％RH181614§12蘧10脚8蠖642OaX组件(500V24．425．424．725．924．625．0《j＼蜒脚蠼21．8222．1621．7621．9821．