隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展，光伏電站的應(yīng)用地從荒無(wú)人煙的戈壁大漠到陽(yáng)光燦爛的內(nèi)陸、沿海城市，應(yīng)用環(huán)境的不同造成了光伏電站的發(fā)電效率的差異性。組件的PID效應(yīng)作為影響電站發(fā)電量的重要因素之一，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展，光伏電站的應(yīng)用地從荒無(wú)人煙的戈壁大漠到陽(yáng)光燦爛的內(nèi)陸、沿海城市，應(yīng)用環(huán)境的不同造成了光伏電站的發(fā)電效率的差異性。組件的PID效應(yīng)作為影響電站發(fā)電量的重要因素之一，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。那么PID效應(yīng)的成因和危害是什么?究竟什么方案是抑制PID效應(yīng)最可靠的方法呢?

1、PID效應(yīng)的危害有哪些?

PID效應(yīng)(Potential Induced Degradation)又稱電勢(shì)誘導(dǎo)衰減，是電池組件的封裝材料和其上表面及下表面的材料，電池片與其接地金屬邊框之間的高電壓作用下出現(xiàn)離子遷移，而造成組件性能衰減的現(xiàn)象。

下表為組件PID效應(yīng)測(cè)試前后的參數(shù)及I-V曲線對(duì)比【1】，通過(guò)對(duì)比明顯可以看出PID效應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能電池組件的輸出功率影響巨大，是光伏電站發(fā)電量的“恐怖殺手”。

功率對(duì)照表

I-V曲線(PID效應(yīng)測(cè)試前)I—V曲線(PID效應(yīng)測(cè)試后)

2、為什么會(huì)發(fā)生PID效應(yīng)?

通過(guò)光伏電池組件廠商和研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)表明，PID效應(yīng)與組件構(gòu)成、封裝材料、所處環(huán)境溫度、濕度和電壓有著緊密的聯(lián)系。

1)太陽(yáng)能電池組件的構(gòu)成

太陽(yáng)能電池組件由玻璃+EVA+電池片+EVA+TPT+邊框構(gòu)成，各個(gè)部分的組成詳見(jiàn)下圖。

太陽(yáng)能電池組件的構(gòu)成

2)PID效應(yīng)發(fā)生的過(guò)程

目前對(duì)組件發(fā)生PID效應(yīng)的真正原因說(shuō)法不一，比較典型的解釋如下：

(1)潮濕、高溫的環(huán)境容易產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣通過(guò)封邊硅膠或背板進(jìn)入組件內(nèi)部;

(2)EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)的酯鍵在遇到水后發(fā)生反應(yīng)，生成可自由移動(dòng)的醋酸;

EVA水解反應(yīng)方程式

(3)醋酸和玻璃中的純堿(Na2CO3)反應(yīng)將Na+析出，在電池內(nèi)部電場(chǎng)作用下移動(dòng)至電池表面，造成玻璃體電阻降低;

Na+的析出及移動(dòng)過(guò)程

(4)經(jīng)過(guò)美國(guó)NERL(國(guó)家能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室)的研究無(wú)論采用任何技術(shù)的P型晶硅電池片，組件在負(fù)偏壓下均有發(fā)生電勢(shì)誘導(dǎo)衰減的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)楣夥嚵械慕M件邊框通常都是接地的，造成單個(gè)組件和邊框之間形成偏壓，所以越靠近負(fù)極輸出端的組件承受負(fù)偏壓現(xiàn)象越明顯。

電池板在陣列中的位置和偏壓形成的關(guān)系