13632184486
在双85条件下分别施加光伏组件±1500 V电压, 分析p型PERC双面双玻璃光伏组件PID现象, 发现p型PERC双面双玻璃光伏组件在负偏压下更容易发生PID现象, 且背面PID现象严重。
引言
实际发电现场及光伏组件PID在这个过程中可以发现， 使用EVA (乙烯-醋酸乙烯酯) 封装的p型PERC双面双玻璃光伏组件， 正、背面的PID明显变包装材料， 使用POE (聚烯烃) 封装后, 光伏组件正面PID缓解现象， 但背面仍然存在PID现象。
本文主要从不同的包装材料出发， 分别使用EVA和POE材料包装光伏组件， 通过PID, p型根据结果进行分析PERC双面双玻光伏组件出现PID现象的原因。
▼
1 PID的定义
PID效应 (Potential Induced Degradation) 又称电势诱导衰减， 当光伏组件的电极与边框之间存在较高的偏置电压时， 玻璃中的Na 离子迁移， 附着在电池片表面， 导致光伏组件功率下降[1]。
▼
2 p型PERC双面双玻璃光伏组件PID现象分析
2.1 实际电站PID现象
系统中光伏组件的阵列布置和偏压如图1所示。因为每个光伏组件的框架都是接地的， 偏置电压会在单个组件和边框之间形成， 所以, 光伏组件越接近负极输出端， 负偏压现象越明显。
负偏压时， 光伏组件边框的电势为零， 高于电池片电势， 当玻璃表面有水分、露水等时， 在组件表面形成带电水膜， 由于电势差，带电水膜和电池片之间会形成模拟电场， 且Na 本身带正电荷， 因此，在电场的作用下， Na 通过封装材料向电池方向迁移， 从而发生PID现象[2]。在光伏电站系统中， 光伏组件离负极输出端越近， 发生的PID现象越明显。
2.2 p型PERC双面双玻璃光伏组件PID (-1500 V) 分析
使用不同的制造商POE及EVA材料对p型PERC包装双面双玻璃光伏组件， 然后对组件施加-15000 V的电压, 进行PID 96 h, 如图2所示。
从图2可以看出：
1) 施加-1500 V电压经过PID 96 h后, POE封装光伏组件正面衰减率在5%以内；EVA光伏组件正面衰减率为5.17%。
2) 同一种包装材料， 其背面衰减率明显高于正面。POE封装光伏组件的背面衰减率也高达4%~7%，使用EVA封装的光伏组件背面衰减率更是高达30%。
2.3 p型PERC双面双玻璃光伏组件PID ( 1500 V) 分析
使用不同的制造商POE及EVA材料对p型PERC包装双面双玻璃光伏组件， 然后施加组件 1500 V的电压, 进行PID 192 h, 结果如图3所示。
从图3可以看出， 当给组件施加 1500 V电压经过PID 192 h后, 无论是使用EVA包装光伏组件， 还是使用POE包装光伏组件， 前后衰减率在5%以内， 甚*低于负偏压966 h。
▼
3 结果讨论
3.1 使用EVA在负偏压包装的光伏组件， 正、背面PID现象均明显
使用EVA封装的p型PERC双面双玻璃光伏组件在负偏压下， 正、背面PID现象都很明显。造成这种情况的原因可能是：在高温高湿的情况下， EVA易水解, 水解会产生醋酸根离子[3]， Na 结合醋酸根离子， 从而穿过EVA到电池表面， 影响电池片表面的电荷分布。
3.2 使用POE在负偏压包装的光伏组件， 背面更容易出现PID现象
使用POE封装的p型PERC双面双玻璃光伏组件在负偏压下， 背面更容易出现PID现象。造成这种情况的原因可能是：原因POE包装光伏组件， 因POE结构均由C-C键和C-H键组成, 不含有C=O或其它不饱和双键， 无酸性物质释放， 且其体积电阻率比EVA大约1~2个数量级的材料， 水蒸气透过率比EVA一个数量级， 因此, 在高温高湿的情况下， 玻璃析出的Na 很难迁移到电池板表面。
但在高温高湿的情况下， 体积电阻率降低， 材料中的硅烷偶联剂和交联剂含有少量带负电的离子， 因此, 在外加电场的作用下， 可使较少的Na 通过封装材料到达电池片表面。
使用POE封装光伏组件背面更容易出现PID因为双面PERC电池前部为化学钝化， 氮化硅含有高密度固定正电荷， 对Na 具有一定的排斥作用， 部分会减弱Na 的富集;但是其背面为场钝化, Al2O3/S i固定负电荷密度高， 沉淀在背面玻璃中Na 氧化铝中的电荷再分布， 导致钝化效果恶化。同时, 双面PERC电池片正面含有氧化硅减反射层， 可以起到抗PID效应, 背面没有。
▼
4 结论
本文分别使用EVA和POE材料包装光伏组件， 然后分析PID造成现象的原因， 并得出以下结论：
1) 使用EVA封装的p型PERC双面双玻光伏组件容易出现PID现象;
2) 即使使用POEP型材料包装PERC双面双玻璃光伏组件， 其背面出现PID现象的风险也很大， 这与电池本身的结构有关。
更多光伏行业信息，请访问查看
光伏网
