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光伏组件的电位诱发衰减效应（PID)
随着光伏发电电站系统电压的不断升高，长期处于高系统电压工作条件下的组件衰减问题逐渐显现，尤其在高温高湿地区，衰减现象可导致大于50%的发电量损失，并已多发于我国现有建成项目中，别墅太阳能发电系统中也会有此现象发生。
在高温高湿（85°C，85%）条件下，施加负600 V电压，经过165小时的持续实验，可明显通过电致发光(EL)测试观察到PID现象，如图所示。
图：通过EL测试观察到的PID现象示意图
经过美国国家可再生能源实验室NREL等国际顶尖研究机构的长期跟踪研究，电位诱发衰减现象的主要原因是高电压作用下，组件玻璃、封装材料和光伏发电电池表面之间存在漏电流，大量电荷聚集在光伏发电电池表面，使电池钝化。衰减的机理可主要分为，材料间的离子迁移，电池中的热载流子现象，电池活性层的电子再分布，黏结失效和电路中的腐蚀等。因此，别墅太阳能发电行业机构等研究机构表示此处的电位诱发衰减效应实际与其传统意义不同，包含了极性化、电解腐蚀和电化学腐蚀的影响。图为漏电流形成路径的示意图。
图：漏电流形成路径示意图
目前，国际范围内广泛认可的电位诱发衰减效应影响要素和解决方式总结于下表，综合考虑经济性、可行性和合理性，包括别墅太阳能发电系统在内也通过改变系统的接地方式是最常用的解决方式。
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表：电位诱发衰减效应影响要素和解决方案 f决方案 | ||
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序号 |
电位诱发衰减原因分析 |
解决方案 |
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1 |
材料方面 来自于钠钙玻璃中的金属钠离子时形成漏电流的主要载流介质。在薄膜组件中，钠离子会迁移到玻璃和TCO界面，导致TCO分层和电化学腐蚀的发生 |
使用不含钠玻璃 使用高体电阻率的玻璃和封 装材料 |
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2 |
电池方面 电池的方块电阻增加可以使电池效率提升，低掺杂会导致结内耗尽层变宽，但同时易导致PID现象减反射膜沉积过程中的气体成分比例改变，也会影响PID现象 |
改善电池的发射极掺杂浓度改善电池的减反射膜工艺 |
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3 |
环境方面 高温会加快离子和载流子的运动速度，加剧衰减过程，而高湿的环境会使水汽由封装层渗透入组件内部，从而降低材料的绝缘性能，促进漏电流的形成。因此，在早晨太阳升起，组件表面出现凝露现象的时段，往往是电位衰减效应较为强烈的时段 |
在高温高湿地区谨慎选择组件 |
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4 |
系统力面 正负高电压都有可能致使组件发生电位诱发衰减，具体需要根据组件、电池类型和结构进行判断，一般来讲，P型晶硅组件受到负偏压和n型晶硅组件受到正偏压影响。而正负偏压取决于接地方式 |
夜间，给组件和地之间施加正向电压 逆变器直流端负极接地使用微型逆变器 |
由于在别墅太阳能发电行业中不同组件企业的组件设计存在差异，PID所发生的程度也不相同。同时，经过长期户外观测，PID现象发生后，若组件回到干燥环境中，或选择正确的接地方式后，衰减情况会逐渐好转，其产生的影响是可逆的。
更新时间：2015-11-19 7:33:45
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