透明背板組件延長PID應(yīng)力測試的性能評估

光伏組件在可再生能源的產(chǎn)生中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，隨著時間的推移，組件可能會因各種因素而出現(xiàn)性能下降，其中之一就是電勢誘導(dǎo)衰減(PID)。為了保障光伏系統(tǒng)的壽命和效率，來自美能光伏的潛在電勢誘導(dǎo)衰減（PID）測試儀應(yīng)運(yùn)而生，本文將深入探討組件的透明背板的潛在電勢誘導(dǎo)衰減（PID）性能評估，并介紹PID測試儀及其重要性。

透明背板的PID性能評估目前，透明背板是構(gòu)建雙面組件時玻璃的可行替代品，其主要優(yōu)點(diǎn)是成本低于玻璃、重量顯著降低、透明度更好且可以更好地保護(hù)組件免受冰雹影響。此外，因?yàn)椴缓c，透明背板還可以減少PID的發(fā)生，降低電池背面發(fā)生PID的風(fēng)險。試驗(yàn)將由透明背板構(gòu)建的組件，暴露于延長電勢誘導(dǎo)衰減PID應(yīng)力中，由此來研究組件的穩(wěn)定性。

試驗(yàn)使用的組件是P-PERC玻璃背板組件，其主要屬性列于下表中。

測試流程
在75°C環(huán)境下，通過電流注入在486小時內(nèi)對五個組件進(jìn)行預(yù)處理（一組參考組件、一組0V極化組件Mod1、一組+1500V極化組件Mod2、兩組-1500V極化組件Mod3&4），每162小時進(jìn)行一次電流-電壓測量控制，在測試階段避免光誘導(dǎo)降解(LID)以及光和高溫誘導(dǎo)降解(LeTID)。

根據(jù) IEC 61215 標(biāo)準(zhǔn) (MQT 21) 在 85℃、85% RH 下進(jìn)行時間長達(dá) 576 小時的PID測試，而不是標(biāo)準(zhǔn)中要求的96小時(每96小時或192小時監(jiān)測一次電壓)。用切割輪切割-1500V極化組件上的兩塊完整的樣品，再使用金剛石繩鋸將一塊樣品切成1cm × 1cm的小塊。

最后，切下封裝的樣品，使用BT成像進(jìn)行光致發(fā)光（PL）測量，最后進(jìn)行透射電子顯微鏡（TEM）測量。

測試結(jié)果電流-電壓（I-V）圖1和圖2分別繪制了組件正面和背面通過PID測試下的性能演變。

圖1.延長 PID 測試中組件正面的性能演變

圖2.延長 PID 測試中組件背面的性能演變

如圖1所示，正面的組件性能不受施加的正電壓或中性電壓的影響，測試結(jié)束后，組件的所有電學(xué)參數(shù)與未測試的參考組件的電學(xué)參數(shù)相似。相反，施加負(fù)電壓，PID 576小時后，正面功率下降了近 8%，背面性能下降嚴(yán)重了三倍（25%），并且電流變化很大，如圖2所示。

電致發(fā)光和光致發(fā)光表征
為了更好地了解性能下降的原因，在組件Mod3上進(jìn)行了EL和PL檢測。組件Mod3的EL成像和切割后樣品的PL成像如下圖所示。

a)預(yù)處理后Mod3的EL成像；b) PID測試576小時后EL成像；c)頂部：放大后的EL和PL成像；底部：暗區(qū)的EL和PL成像

由于PL測量使用了組件中切下來的電池，因此圖片上可以看到玻璃裂紋。EL成像顯示信號普遍下降，并且出現(xiàn)了一些暗區(qū)，在大多數(shù)具有局部較高EL強(qiáng)度的電池上也可以看到一些“光跡”。這些暗區(qū)和光跡也通過PL成像得到證實(shí)，并指出了潛在的局部鈍化變化。

具有透明背板的雙面組件經(jīng)過延長PID應(yīng)力測試，電流-電壓、EL和PL測量表明組件中存在兩種類型的PID效應(yīng)：PID電勢類型(PID-p)和腐蝕類型 (PID-c)。PID-s的分流類型通常與鈉離子從玻璃遷移到電池有關(guān)，并且電流電壓變化沒有顯示出任何顯著的Voc填充因子下降。即使使用TEM測量沒有觀察到直接證據(jù)，觀察到的局部去鈍化也可能與PID-c相關(guān)。

潛在電勢誘導(dǎo)衰減（PID）測試儀

長期的電流泄漏會造成電池片載流子及耗盡層狀態(tài)發(fā)生變化、電路中的接觸電阻受到腐蝕、封裝材料受到電化學(xué)腐蝕等問題，從而導(dǎo)致電池片功率衰減、串聯(lián)電阻增大、透光率降低、脫層等影響組件長期發(fā)電量及壽命的現(xiàn)象。滿足IEC61215標(biāo)準(zhǔn)中MQT21條款及IEC62804標(biāo)準(zhǔn)

特點(diǎn):

?組件邊框端接地，既模擬實(shí)際情況，又防止由于邊框高壓引起的潛在危險；

?采用2線制測試方法，正負(fù)極短接后接入正極，負(fù)極接在邊框等電位孔位；

?各通道相互獨(dú)立，多路電壓大小、極性、時間單獨(dú)設(shè)置；

?多路電壓、泄露電流、絕緣電阻同時顯示；

?實(shí)時監(jiān)控電壓、泄露電流、絕緣電阻曲線；

在快速發(fā)展的太陽能行業(yè)中，光伏系統(tǒng)的可靠性和效率至關(guān)重要。來自美能光伏的PID測試儀遵循IEC標(biāo)準(zhǔn)，幫助光伏組件制造商在其項(xiàng)目中保持高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量和性能，在確保組件充分發(fā)揮其潛力并長期提供預(yù)期性能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為全球可再生能源的增長做出貢獻(xiàn)。