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探究:单晶PERC组件衰减什么在起主导因素

国际太阳能光伏网  来源:智汇光伏  日期:2018-12-05
  组件衰减包括LID(光致衰减,包含LeTID)、PID、封装材料与电池连接老化引起的衰减等,是影响组件发电量的重要因素,近期由于对LeTID问题的热议,光伏组件的衰减吸引了越来越多的关注。
 
  LeTID(升温条件下的光衰,温度一般为50~80°C)被发现并通常见于多晶PERC组件,随着实验室研究的细化,在一定条件下,单晶P型Cz、FZ以及N型硅片上也可以看到类似的衰减现象。LeTID机理相对复杂,引起LeTID根本原因可能是:硅片中的Cu和Ni等金属杂质、从SiNx和AlOx进入到硅片中的氢或氢与杂质的结合。
 
  相对机理上的争论,真正值得业界关注的是户外应用的实际衰减表现,即在光衰与老化衰减等的共同作用下,组件的首年衰减情况。最关键的户外环境就是湿热气候与干旱气候,湿热或干旱条件下的昼夜温差可以使组件的老化衰减最大化,同时这两种气候下的高温环境会使光致衰减最大化表现出来。
 
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  因此中国电器院国家重点实验室的海南三亚与新疆吐鲁番的户外实证(2016.10~2017.9)可以为业内提供重要的参考(如上图所示,最高温为组件背板的月最高温度,均温为组件日间10~14点间的组件背板平均温度),解答对单晶PERC组件首年衰减的疑问。虽然此前公布的结果主要是对发电数据的研究,实际上为了组件投样前后均对组件电性能参数做了精确测试,采购的组件均来自一线大厂,初始功率一致性非常好。

 
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  在三亚试验场中,组件平均工作温度在40-50℃,最高运行温度可达70℃左右,组件经历14.5个月的高温、高湿和户外暴晒,单晶PERC组件相对于初始功率平均衰减1.99%,(相对标称功率平均衰减0.93%),开路电压和短路电流衰减较小,主要为填充因子FF的衰减。而两种多晶组件相对初始功率的衰减达到3.77%和2.77%(相对标称功率衰减3.26%和0.53%),主要衰减为短路电流的衰减。
 
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  在吐鲁番试验场,组件的在6~8月的日间平均温度(10~14时)可达50°C以上,8月的最高工作温度达70°C以上,经历14个月的高温、高辐照、沙尘和较高的昼夜、季节温差,单晶PERC组件相对于初始功率平均衰减1.59%,(相对标称功率平均衰减0.58%),相比三亚实证项目,FF的衰减由1.25%降低为0.86%,同样,单晶PERC组件衰减离散度小。两种多晶组件相对初始功率的衰减为3.22%和2.65%,主要衰减仍为短路电流的衰减。
 
  从两个基地的实证结果来看,对于这种严酷的户外环境,组件的老化衰减相比在一般的温和环境会明显许多,单晶PERC组件(来自LONGi)的衰减表现较好,表明单晶PERC技术结合低光衰技术后可有效应对户外的高温工作状态。
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