論晶體硅光伏組件可靠性測試（PID）

太陽能是一種取之不盡用之不竭，并且沒有污染的能源，也是一種非常理想的新能源模式。晶體硅光伏組件是一種安裝在戶外需要充分接收太陽輻照而產(chǎn)生電流的一種發(fā)電裝置。則由于各種環(huán)境因素的影響，組件在使用過程中必然經(jīng)受沙塵、鹽霧、強風、雨雪、冰雹、濕熱、干冷、及水汽的冷凝和蒸發(fā)、大氣氣體的污染、春夏秋冬四季溫度的變化，和需要暴露在強紫外光輻照下保持穩(wěn)定有效的發(fā)電性能直至25年或更久。所以光伏組件可靠性評估則是特別重點關注的問題。我們針對電勢誘導衰減試驗(PID)做以下分析。

一、什么是PID ？

PID 測試是潛在電勢誘導衰減（potential Induced Degradation)。

極化、電解腐蝕和電化學腐蝕。組件長期在高電壓工作，在蓋板玻璃、封裝材料、邊框之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，使得電池片表面的鈍化效果惡化，導致填充因子、短路電流、開路電壓降低，使組件性能低于設計標準；PID測試目的為驗證組件經(jīng)受高強度電壓性能變化的能力。

二、PID衰減的三種模式

a）太陽能電池內(nèi)p-n結(jié)分流，如果通過電池片的電壓為負壓, 邊框正偏壓, 既光伏組件在受到負偏壓時，則漏電陽極離子流入電池片, 半導體內(nèi)出現(xiàn)了雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會形成電池內(nèi)部的導電通道，降低電池的并聯(lián)電阻。

b)組件的邊緣部分容易有水氣進入，EVA發(fā)生水解后會生成醋酸，醋酸和玻璃中的Na+，可以生成大量的自由移動的Na+，玻璃表面的鈉離子會通過封裝材料遷移至電池表面，會與電池片表面的銀柵線發(fā)生電腐蝕反應，從而腐蝕電池柵線，導致填充低、串聯(lián)電阻高，組件性能衰減，此類衰減不可恢復。POE屬于非極性分子為飽和鍵不易水解且水汽透過率低，體積電阻率大，很大程度上可以阻隔正電荷離子（比如Na+）向電池片表面遷移速率，在一定程度上降低PID現(xiàn)象。

c)指組件長期在高電壓工作，在蓋板玻璃、封裝材料、邊框之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片形成了與鈍化場相反的電場，使得電池片表面的鈍化效果惡化，此類極化效應導致填充因子、短路電流、開路電壓降低，使組件性能低于設計標準，但此衰減是可逆的。

üPID失效EL特征

雙面組件PID測試前EL圖片

雙面組件PID測試后EL圖片

PID測試后外圈與測試前對比明顯發(fā)黑，原因在于電壓加在邊框上，越靠近邊框電池受到的電勢越大，PID會越嚴重。

ü在偏壓下金屬邊框?qū)﹄姵仄纬傻膹婋妶龅姆植己痛笮?/p>

越靠近邊框，電場強度越高，電勢越大

三、影響PID衰減的因素

a）電池片差異

b) 組件封裝材料的影響

c) 逆變器影響

d) 環(huán)境方面影響

四、PID預防和解決方案

電池片影響：電池減反膜折射率影響組件的抗PID性能，通過優(yōu)化電池表面的鈍化層，SiN4的致密性，在保證效率的前提下，制備更致密的保護層。有利于PID性能的提升。

組件封裝材料影響：減少漏電流的通道，選用含鈉離子少的玻璃，也可以選擇透明背板，阻隔性高的POE，密封性優(yōu)的膠等是防止PID發(fā)生的途徑。透明背板主要是對P-PERC 組件PID問題解決，N型PN結(jié)在正面。 N型的PN結(jié)區(qū)域受影響程度大，N型的解決主要依靠于封裝材料的保護，高阻隔能力的POE是有效解決方法之一。

逆變器影響：逆變器負極輸出端與組件都位于負偏壓條件下,組件與逆變器負極輸出端的距離越小, 效應就越顯著;若逆變器的正極輸出端和組件都是在正偏壓的條件下,光伏組件位置不影響PID現(xiàn)象,且此時的PID現(xiàn)象不明顯。對于系統(tǒng)原因造成的PID現(xiàn)象,可以通過組件和逆變器的負極輸出端進行接地的方法來降低。