电位诱导PID衰减

1、电位诱导PID衰减电位诱发衰减 PID (Potential Induced Degradation)现象是指在高温多湿环境下，高电压流经太阳能电池单元便会导致输出功率下降的现象,是光伏电池所特有的现象。 在过去的几十年里，由于系统偏压而引起组件功率大幅衰减,有的衰减甚至超过 50%。PID与环境因素、组件材料以及逆变器阵列接地方式等有关。衰减机理三种衰减模式:1.1模式1光伏组件正向偏压，会导致带正电的载流子穿透玻璃,通过接地边框流向地面,光伏组件表面就会累积负电荷:这些负电荷会与空穴复合，降低组件性能这些负电荷积聚在组件表面,会吸引正电荷Na+聚集在玻璃表面，导致分层现象。Na2O),在潮

2、湿环(光伏组件外表面的玻璃主要成分为二氧化硅和纯碱(主要提供境下，EVA水解产生醋酸，与玻璃发生化学反应产生Na+。)1.2模式2 如果通过电池片的电压为负，边框正偏压，则阳极离子流入电池片，造成减（正、负离子复合）； 如果通过电池片的电压为正，边框负偏压，则阳极离子流出电池片，聚集在p-n结衰p-n结附近，降低活性。Proposed modelF口和I“白 tans move mtc ceil dxjniirx junctionPg an4 eqv。vuf ofB toward urf j at ttvjunctkon1.3模式3电解腐蚀，造成光伏组件的等效串联电阻变大。2造成PID衰减的原

3、因外部原因：高温、潮湿、逆变器阵列接地方式内部原因：系统、组件和电池片2.1系统方面逆变器接地方式和组件在阵列中的位置决定了光伏组件处于正偏压或负偏压。在实际应用的并网光伏系统中，光伏阵列的MPPT电压、电网电压和逆变器的拓扑结构决定了光伏阵列输出端的对地电压（大小和正负关系），而与逆变器输入端相邻的组件电路通常承受着实际的最大系统电压。如果阵列中间一块光伏组件和逆变器负极输出端之间的所有组件处于负偏压，则越靠近逆变器负输出端的组件 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处于正偏压下，则 PID现象不明显。国二三W口 nat bcncnF4r州 小 卜tnZWn&q

4、uot;一and g小r vri.TTi j_ wf>】F 号 9* 42.2组件方面封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道，玻璃中的钠离子是决定体电阻的主要因素。2.3电池片方面电池工艺良好质量的硅片以及严格的电池片工艺基底材料的性能-硅片电阻率半导体掺杂浓度会影响p-n结的耗尽区宽度，低掺杂电阻率大的硅片PID减少发射极的方块电阻优化电池效率而采取的增加方块电阻会使电池片更容易衰减 电池片由于掺杂不均匀导致方块电阻不均匀，进而容易出现PID现象方块电阻（面电阻）反映扩散深度和扩散浓度。掺杂浓度高、结深、方块电阻小，反之电阻大。实验表明，方块电阻较大时，光伏电池能输出更高的电压

5、和电流，因此为提高光伏电池的转换效率， 可以可通过选出最优方块电阻值来获得最恰当的转换效率。但增加方块电阻会导致串联电阻增大、填充因子降低。减反射层的性能PID现象和电池片表面的反射层有关，提高反射层的折射率可以有效地降低PID现象的发生。当减反层的折射率大于 2.2后，PID现象不再被观察到。而当折射率小于2.08后，组件很难通过PID测试。目前有不少的光伏电池厂在做针对电池和PID的关系的测试中也发现了类似的现象。3解决措施3.1 系统从系统上而言，可以采用串联组件的负极接地方式来降低PID影响；将逆变器直流侧接地，但是现在的逆变器技术并不允许直流侧接地，主要是因为无变压器的逆变器对直流、

6、交流不能进行隔离，所以不能接地；组件在正向偏压下PID影响相对于负偏压下影响很小，因此一种方法是使任意一块组件均处于正偏压。从系统上而言，可以采用串联组件的负极接地方式来降低PID影响；将逆变器直流侧接地，但是现在的逆变器技术并不允许直流侧接地，主要是因为无变压器的逆变器对直流、交流不能进行隔离，所以不能接地；因为PID衰减是一个可逆的过程，因此可以通过夜间对光伏组件施加反向电压来降低PID的影响；另一种预防措施，就是采用微型逆变器：系统电压降低，且每台隔离型微逆直流负端可以接地，产生的 PID效应应该可以降低甚至忽略不计；3.2 组件3.2.1 减反层含Si多的减反层比含 N多的减反层更可以抵抗 PID现象。改变折射率成为抗 PID的手段之一，但改变电池减反层的折射率会改变电池生产成本和电池的发电效率，在不提高成本并且基本不改变效率的情况下做到抗PID对电池厂是一个非常大的难度。3.2.2 封装在组件中替换玻璃（降低 Na+）,但成本太高几乎不可行。替换EVA,但新材料带来成本提高和使用中的持续风险。以 POE-PE为例 目前除非对组件进行 PID测试，尚无直