在PID预防及恢复中,电池组件在封装的层压过程分为5层。从外到内为:玻璃、EVA、电池片、EVA、背板。由于EVA材料不可能做到100%的绝缘,特别是在潮湿环境下水气通过作为封边用途的硅胶或背板进入组件内部。EVA的酯键在遇到水后按下面的过程发生分解,产生可以自由移动的醋酸。醋酸和玻璃表面碱反应后,产生了钠离子。钠离子在外加电场的作用下向电池片表面移动并富集到减反层而导致PID现象的产生。已经衰减的电池组件在100℃左右的温度下烘干100小时以后,由PID引起的衰减现象消失了。从而得到一个结论:某些引起PID衰减的过程是可逆的。当然在实际工程中,高温加热组件的这种方式不现实,不可能大规模应用。根据对PID效应的分析可以得出两种PID预防及恢复处理方案。天津太阳能电池PID预防及恢复
在PID预防及恢复中,PID效应的产生原因主要是组件串联后可形成较高的系统电压,组件长期在高电压工作,在盖板玻璃、封装材料、边框之间存在漏电流,大量电荷聚集在电池片表面,使得电池片表面的钝化效果恶化,导致填充因子(FF)、短路电流(Isc)、开路电压(Voc)降低,使组件性能低于设计标准。通常称此现象为表面极化效应,但此衰减是可逆的。多个光伏组件串联之后,处于组串末端的光伏组件的工作电压会比较高(400V~900V之间),且组件边框一般都是接地的(电压为0V)。因此,高压组件的电池片和地面之间有可能会形成电流,此电流称为漏电流。PID预防及恢复PV Booster提高电站发电量,其组件的衰减尽可能保持一致。
在PID预防及恢复的实际应用场合中,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以及设计形式的不同,PID现象可能是在其电路与金属接地边框成正向电压偏置的条件下发生,也可能是成反向偏置的条件下发生。光伏组件在实际的应用条件下,早晨太阳初升后的一段时间内,是PID效应相对强烈的时段,其原因是晶体硅光伏组件在经历了一个不发电的夜晚以后,由于昼夜温差,空气中的水蒸气会冷凝在其表面会有凝露现象发生(特别是夏、秋季节的露水),会造成光伏系统在早晨太阳初升后的一段时间内,在其表面较为潮湿的情况下,承受前面提及的系统偏置电压。
在PID预防及恢复中,局部阴影对光伏组件性能会有一定的影响,如果组件面积有10%的阴影遮挡可导致80%甚至更高的功率损失,遮挡面积达到20%及以上时,组件的输出功率几乎为零。相同面积的阴影遮挡时,集中遮挡造成的组件输出特性衰减远大于分散遮挡,而且遮挡越分散造成组件输出特性的衰减越小;阴影在不同的电池子串组上分布均匀时,特性曲线趋势正常,分布不均匀时,子串组间电流不均衡,使得组件I-V曲线呈阶梯状,P-V曲线出现多峰;在被遮挡的单体电池上,阴影所占的面积比例越大,组件的功率损失越大。在光伏产业蓬勃发展的目前,光伏组件测试设备显得尤为重要,而PID预防及恢复主要就是控制光伏产品质量。在PID预防及恢复中,PID测试有两种加速老化的方式。
在PID预防及恢复中,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,会造成组件的光伏性能的持续衰减。造成此类衰减的机理是多方面的,例如在高电压的作用下,组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的离子迁移现象;电池中出现的热载流子现象;电荷的载分配削减了电池的活性层;相关的电路被腐蚀等等。这些引起衰减的机理被称之为电位诱发衰减、极性化、电解腐蚀和电化学腐蚀。环境原理大多数比较容易在潮湿的条件下发生,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,也与衰减现象发生有关。ANTIPID设备通过时控、光控、系统电压控制等方式自动运行。国内PID预防及恢复收益
一般的情况下,PID修复及预防设备可通过向组件施加电压,使组件的功率得到恢复。天津太阳能电池PID预防及恢复
在PID预防及恢复中,因为电池片和地面之间还隔着EVA和玻璃。一般情况下这两种材料是不导电的(或者其导电性非常差),但电池片电压较高时,也会有很小的电流从电池流向地面,其大小在微安量级;封装材料流向地面的漏电流形成后,在电池减反膜(ARC)表面(如图一中2所示)留下了负离子(也可以看成一定数量的电子从地面流到电池的减反膜表面),造成了负电荷的积累;负电荷积累之后,将会吸引pn结中的一部分空穴(带正电)。根据光伏效应的原理,空穴应该流向电池的p区(正极),所以部分空穴被吸引后,电池将不能达到设计的功率输出,太阳电池的填充因子(FF)、短路电流(Isc)和开路电压(Voc)降低,组件性能低于设计标准值。天津太阳能电池PID预防及恢复
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