光伏課堂-光伏組件的PID效應（一）

光伏課堂-光伏組件的PID效應（一）

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光伏組件的PID效應

問題來源

隨著光伏發電裝機容量的迅速增長，業主對晶體硅光伏組件質量的要求越來越高。我們經常可以看到，組件生產工廠內，業主雇傭的第三方質量檢驗人員一絲不苟地在線檢驗組件。甚至發貨前還要重新進行外觀檢查、功率複測和EL測試，生怕出廠到光伏電站項目的組件出現問題。於是乎，對組件的要求越來越高，檢驗越來越嚴。首先，光伏到家對於第三方檢驗人員的工作態度和敬業精神表示讚賞和尊重。但是，儘管經過如此嚴格檢驗的組件產品，經出廠運輸、安裝建成電站后、組件輸出功率衰減塊、組件質量出現各種問題的現象依然存在，這是為什麼呢？

其實，組件外觀、出廠前功率和EL測試各自分別表明了組件質量的一個方面，外觀和測試看不到的內在質量也很重要。外觀良好，測試合格的組件並不一定就衰減不快，出廠時完美無缺的組件到了電站並不一定沒有質量問題，我們只有充分了解組件從生產、運輸、安裝到運維各個環節可能出現的問題，並嚴格分清這些問題的責任方，發現問題並及時由責任方處理和解決問題，才能使光伏組件在它的生命周期內發揮最大效能，為投資者創造更大的效益。

那麼，導致電站發電不足的原因都有哪些呢？又都應該由誰來負責？由誰來處理和解決問題呢？光伏電站發電量達不到設計要求和衰減快的原因很多，我們不談電站設計、選址、陣列朝向、陰影遮擋、電纜損失、匯流箱和逆變器損耗、氣象條件等因素對光伏電站發電量的影響，也不涉及組件正常初始衰減和長期自然衰減，只對組件非正常衰減和失效做分析，希望能找出原因，分清責任，各負其責，解決問題。

晶硅組件非正常衰減和失效的原因

1組件的PID現象

這是近幾年討論較多的話題，小編認為，如果光伏電站的組件發生了PID現象，其責任首先在電站設計方。

若設計方要求組件製造方提供抗PID的組件，而在電站實際運行中還是產生了PID現象，則組件製造方應承擔相應的責任。

我們知道，晶體硅光伏組件電位誘發衰減效應簡稱PID（Potential Induced Degradation），在負高偏壓下使用任何工藝生產的P型電池常規組件和在正高偏壓下使用任何工藝生產的N型電池常規組件都存在發生PID現象的極大風險，那麼安裝在現場的組件可能產生PID現象的必要條件是什麼呢？在實際的應用條件下，上午太陽初升后的一段時間內，往往是PID現象相對強烈的時段，原因是組件在經歷了一個不發電的夜晚后，其表面會有凝露現象發生，會造成光伏系統在早晨太陽初升后的一段時間內，其表面較為潮濕的情況下，承受前面提及的系統偏置電壓。

組件發生PID現象必須滿足以下幾個條件

1）P型硅電池組件正極接地，或N型硅電池組件負極接地。

2）組件表面有一層水膜（一般清晨會有露水）。

3）有能使組件產生高電壓的陽光；

4）組件封裝材料用的是常規鈉鈣玻璃和常規EVA，電池是常規工藝製成。

組件在滿足以上四條時就有產生PID現象的可能。也就是說，PID現象的產生是玻璃表面與組件內部電路的高壓，導致玻璃中鈉離子遷移到電池，破壞PN結的結果，與組件邊緣和背板滲水等並無直接關係。2、3條是自然現象，無法避免，1、4條則可以人為控制。

圖（1） PID示意圖

組件產生PID現象后，經EL測試，一般可見電池片衰減發黑的現象首先在靠近鋁邊框處發生，因為這些地方的電壓較高。另外，與逆變器輸入端相鄰的組件電路通常承受著最大系統電壓，所以這些位置的組件也最容易產生PID現象。

設計電站的人員若了解了電站內的組件有可能滿足以上幾個條件時，就應該採取相應措施，以防止組件產生PID現象。可採取的措施有從系統上而言，可以採用串聯組件的負極接地或是在晚間對可能產生PID現象的組件和大地之間施加正電壓（對P型硅的組件而言）。另一個可能的情況是，隨著微逆變器的使用，系統電壓降低，產生的PID效應是否可以忽略不計。以上的三個方案都會帶來額外的設備成本和效率的下降。從組件和電池而言，電池端採用不同折射率或雙層減反射鈍化膜和組件端使用高電阻率的膠膜都可有效減緩PID 現象的產生。

雙玻組件無邊框，組件本身無需接地，使雙玻組件在有晨露等濕氣的情況下，由於與支架相連的卡簧或掛鉤面積較小，連通接地支架的阻抗較常規組件大的多，所以其產生PID現象的可能性要比常規組件小的多。

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