关于PERC光衰，这个说法还算中肯？
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【序】
关于衰减，一直以来，初期光衰都是PERC技术激烈讨论的主题，本质上来说这也并不是什么新鲜事。通常，光致衰减（LID）会使组件效率降低1-3%，一般供应商会直接从组件的铭牌效率中减去，并由专家和银行在计算收益预测时考虑。因此，LID的测量一直是我们项目级光伏组件测试的一个关键组成部分。
然而，对于PERC组件，除了光致衰减还有高温诱导衰减（LETID）的影响，并且这一问题又有了新的紧迫性。
自2012年以来，这一问题已为人所知，并且在PERC组件中LID比以前的技术更为明显。更高的温度和更强烈的光照水平可以大大加速这一过程，LeTID因此得名。衰减速度取决于地区。通过比较德国低温环境和塞浦路斯温热环境的加速光衰测量值能够说明这一点。
01
LID和LETID的三个区别
1. 衰减程度：组件更可能同时受LeTID（4-10%）和LID影响，而非仅受LID影响（1-3%）更大。
2. 发生速度：LeTID的发生速度比LID慢一个数量级：在实验室中75摄氏度下大约需要1000小时，最大功率点（MPP）才达到完全光衰的程度。相比之下，由于LID导致的性能下降会在几天后达到最大值。户外条件相似，但取决于气候。最大LeTID在德国气候下需要10年后，塞浦路斯气候需要4年。据测试，塞浦路斯的组件工作平均温度比德国高出25摄氏度，辐照也更高。不过，两个地方的LID衰减通常在户外仅几天后就达到最大值。
幸运的是，在实验室模拟可以加速LeTID的测量速度。一种方法是通过提高组件温度，每10摄氏度一个梯度可以提高至少两倍；另一方法是增加电荷载流子注入：通过从最大操作点的操作切换到无负载“VOC模式”操作，在VOC模式中，组件的终端形成开路，这种方法将使LeTID加速大约10倍。
3. LeTID功率再生具有相同参数：EL图像说明了在达到完全光衰点后，即使不改变任何外部参数，LeTID光衰也会实现功率再生恢复，而LID光衰则无法实现。这一循环再生也可以通过提高温度和切换到无负载运行，同时注入更多的电荷载体的方法来加速模拟。
02
组件功率再生有帮助吗？
对于LeTID，由于组件一旦达到最大光衰点，也会在户外实现功率再生，因此也有人认为LeTID的问题被过度担心了。但即使是在塞浦路斯气候条件下，功率再生也需要8年，而在德国气候条件下则可能需要20年。
因此，在电站运行调试之前，应加速对LeTID敏感组件的功率恢复，这在现场是可能的，但到目前为止，仅在无负载、热绝缘的单个组件上进行了演示。由此导致的电荷载体注入和组件温度的增加将德国气候条件下的LeTID功率再生时间加速到6个月。在塞浦路斯等较温暖的地区，这种方法可以在短短两个月内取得成功。但这不是一个非常用户友好的选择。客户更需要不衰减的电池或组件，而且工厂安装人员必须愿意配合这一合同，还要进行随机抽查，以确保安装的组件实际上已经稳定。
03
LeTID组件功率再生的处理方法
虽然目前还不完全了解LeTID背后的物理机制，但事实上，业内对于LeTID已经有一些应对措施：
l 通过调整电池的生产过程，可以生产出LeTID稳定的电池。
实现这一点的最佳方法是在电池分选前增加一个预处理工艺：在辐照和足够高的温度下运行LeTID循环。这个过程最初是为降低LID开发的，该工艺几乎不会造成效率损失，电池制造商可以在现有设备上完成。该工艺另一优点是它同时还消除了LID光衰，并且该工艺的存在和有效性可以在工厂检查下快速有效地验证。
l 组件厂的另一种可能解决方案是通过在层压机中施加电流来实现衰减再生循环。然而，这个工艺是受专利保护。
l 组件安装前的再生也很重要，因为兆瓦级规模的发电厂通常在几年后会在被二级市场转售。在最坏的情况下，销售将在A点进行安装前的再生也很重要，因为大型多兆瓦发电厂通常在几年后转售到二级市场。最坏的情况下，电站在LeTID达到最大值时被评估出售。
l 如果电池在生产过程中还没有进行光衰再生，组件厂往往通过预估矫正铭牌功率值的方法处理光衰，就像对LID所做的那样。或者在发电量模拟中，不输入固定的初始光衰，代之以输入一个因LeTID而增加的年衰减率。假设某电站发电量模拟四年内每年减去1.75%，直到衰减值达到-7%，之后再加上每年-0.5%的标准值（封装和焊接材料的老化）。
总的来说，在上面的例子中，塞浦路斯每年光衰达到-2.3%，德国每年达到-1.2%。但即便是对于这种解决方案，EPC和投资者也必须首先了解相应组件中的影响程度。在任何情况下，测试都很重要。
04
关于LeTID的测试
为了说明目前广泛使用的组件如何防止LID和LeTID，某实验室在公开市场上采购了10种PERC组件类型中的6种，其中两种是多晶组件。
在该实验室的测试条件下对这些样品进行了检查：为了加速LeTID，将它们暴露在75°C的环境箱暗室中，在标准测试条件下施加最大功率点的正向电流。目前，该加速试验方法已经列在第二版IEC 61215-2：LETID检测草案（根据MQT 23.1），该草案要求重复试验162小时，直至稳定。
如果功率降低小于额定功率的1%，则认为组件稳定。做这些测试时要注意细节。通过增加电流，注入更多的电荷载流子，并且光衰率增加。但是要小心：过大的电流可能会导致衰减和再生循环未被检测到。
在专家圈里，人们经常听说单晶硅组件比多晶硅组件更不容易受到LeTID的影响。有时有报告称多晶PERC有超过7%的衰减[Kersten 2015]。但是到目前为止，在本次测试中还没有观察到有任何显著的差异。事实上，测试经常发现相反的情况是正确的，并且其中一个多晶PERC组件很少有LeTID。
在所测试的10种组件类型中，两种多晶组件类型在1000小时后的最大衰减率为2%，而其它单晶PERC组件之间的衰减分布范围为1%到4%。多晶PERC组件制造商可能已经采取措施消除光衰，而一些单晶PERC制造商的精力仍主要集中在LID上，并没有完全稳定电池。
05
是否因为PERC工艺而导致LeTID？
答案是否定的，这种技术的转换是合理的，而且一直以来是经济有效的。越来越多的制造商在他们的产品规格表上省略了关于PERC的任何描述，一种可能是PERC已经是标准产品，不需要特别提及，或者是为了避免任何关于LeTID的讨论。此外，这种额外的衰减可以通过不对效率产生影响的电池生产工艺消除。
对情况的评估是，在这种情况下，PERC是100%可盈利的。但这一结论应通过独立试验加以验证，而不仅仅是制造商通过工厂审计和合格的实验室试验。
目前来说，还应该通过随机的实验室测试来确认项目的可盈利性，因为我们仍然不知道是什么导致了这个问题。
尽管如此，彻底科学澄清LeTID的衰减机理仍然十分紧迫，因为这将增强PERC工艺的可信度和可靠性。这一说明对于那些认为自己没有受到影响的PERC制造商尤其重要，即使他们的组件在PI-Berlin测试中除了LID外，还显示出对LeTID极强的敏感性。
在抗光致衰减方面，效率更高的下一代电池技术使用N型晶圆而不是P型晶圆，如N型PERC、HIT或N-PERT技术，通常认为比PERC电池更稳定 — 至少Pi Berlin和其他实验室尚未发现任何相反的迹象。这些技术尽管具有更高的潜在效率，但由于更高的改造成本因此成本更高。
无论是通过提高我们对LeTID的理解，还是采用新型电池技术来解决电池功率光致衰减问题，我们都希望能有更科学的认识来加速获得解决方案。
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