透明背板组件延长PID应力测试的性能评估

 

 

光伏组件在可再生能源的产生中发挥着至关重要的作用。然而，随着时间的推移，组件可能会因各种因素而出现性能下降，其中之一就是电势诱导衰减(PID)。为了保障光伏系统的寿命和效率，来自美能光伏的潜在电势诱导衰减（PID）测试仪应运而生，本文将深入探讨组件的透明背板的潜在电势诱导衰减（PID）性能评估，并介绍PID测试仪及其重要性。

 

透明背板的PID性能评估目前，透明背板是构建双面组件时玻璃的可行替代品，其主要优点是成本低于玻璃、重量显着降低、透明度更好且可以更好地保护组件免受冰雹影响。此外，因为不含钠，透明背板还可以减少PID的发生，降低电池背面发生PID的风险。试验将由透明背板构建的组件，暴露于延长电势诱导衰减PID应力中，由此来研究组件的稳定性。

 

试验使用的组件是P-PERC玻璃背板组件，其主要属性列于下表中。

 

 

 

测试流程
在75°C环境下，通过电流注入在486小时内对五个组件进行预处理（一组参考组件、一组0V极化组件Mod1、一组+1500V极化组件Mod2、两组-1500V极化组件Mod3&4），每162小时进行一次电流-电压测量控制，在测试阶段避免光诱导降解(LID)以及光和高温诱导降解(LeTID)。

 

根据 IEC 61215 标准 (MQT 21) 在 85℃、85% RH 下进行时间长达 576 小时的PID测试，而不是标准中要求的96小时(每96小时或192小时监测一次电压)。用切割轮切割-1500V极化组件上的两块完整的样品，再使用金刚石绳锯将一块样品切成1cm × 1cm的小块。

 

最后，切下封装的样品，使用BT成像进行光致发光（PL）测量，最后进行透射电子显微镜（TEM）测量。

 

测试结果电流-电压（I-V）图1和图2分别绘制了组件正面和背面通过PID测试下的性能演变。

图1.延长 PID 测试中组件正面的性能演变

图2.延长 PID 测试中组件背面的性能演变

 

 

如图1所示，正面的组件性能不受施加的正电压或中性电压的影响，测试结束后，组件的所有电学参数与未测试的参考组件的电学参数相似。相反，施加负电压，PID 576小时后，正面功率下降了近 8%，背面性能下降严重了三倍（25%），并且电流变化很大，如图2所示。

 

电致发光和光致发光表征
为了更好地了解性能下降的原因，在组件Mod3上进行了EL和PL检测。组件Mod3的EL成像和切割后样品的PL成像如下图所示。

 

a)预处理后Mod3的EL成像；b) PID测试576小时后EL成像；c)顶部：放大后的EL和PL成像；底部：暗区的EL和PL成像

 

 

由于PL测量使用了组件中切下来的电池，因此图片上可以看到玻璃裂纹。EL成像显示信号普遍下降，并且出现了一些暗区，在大多数具有局部较高EL强度的电池上也可以看到一些“光迹”。这些暗区和光迹也通过PL成像得到证实，并指出了潜在的局部钝化变化。

 

具有透明背板的双面组件经过延长PID应力测试，电流-电压、EL和PL测量表明组件中存在两种类型的PID效应：PID电势类型(PID-p)和腐蚀类型 (PID-c)。PID-s的分流类型通常与钠离子从玻璃迁移到电池有关，并且电流电压变化没有显示出任何显着的Voc填充因子下降。即使使用TEM测量没有观察到直接证据，观察到的局部去钝化也可能与PID-c相关。

 

潜在电势诱导衰减（PID）测试仪
 

 

长期的电流泄漏会造成电池片载流子及耗尽层状态发生变化、电路中的接触电阻受到腐蚀、封装材料受到电化学腐蚀等问题，从而导致电池片功率衰减、串联电阻增大、透光率降低、脱层等影响组件长期发电量及寿命的现象。满足IEC61215标准中MQT21条款及IEC62804标准

 

特点:

 

•组件边框端接地，既模拟实际情况，又防止由于边框高压引起的潜在危险；

 

•采用2线制测试方法，正负极短接后接入正极，负极接在边框等电位孔位；

 

•各通道相互独立，多路电压大小、极性、时间单独设置；

 

•多路电压、泄露电流、绝缘电阻同时显示；

 

•实时监控电压、泄露电流、绝缘电阻曲线；

 

 

在快速发展的太阳能行业中，光伏系统的可靠性和效率至关重要。来自美能光伏的PID测试仪遵循IEC标准，帮助光伏组件制造商在其项目中保持高标准的质量和性能，在确保组件充分发挥其潜力并长期提供预期性能方面发挥着至关重要的作用，为全球可再生能源的增长做出贡献。