【解读】谈光伏组件的PID效应

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解读光伏组件的PID效应

前言

兔子君在之前的姊妹文光伏组件的隐裂、识别及预防中提到,隐裂、热斑、PID效应，是影响光伏组件性能的三个重要因素。今天兔子君带大家了解一下PID效应形成的原因、检测方法及应对措施。

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什么是PID

PID是Potential Induced Degradation的缩写，指的是组件电势诱导衰减（也叫电位诱发衰减）。PID是电池组件长期在高电压作用下，使玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池表面的钝化效果变差，易使产生的光生载流子复合，从而导致组件性能低于设计标准。PID现象严重时，会引起一块组件功率衰减50%以上，从而影响整个组串的功率输出。高温、高湿、高盐碱的沿海地区最易发生PID现象。

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PID检测方式

PID测试有两种加速老化的方式：

1）在特定的温度、湿度下，在组件玻璃表面覆盖铝箔、铜箔或者湿布，在组件的输出端和表面覆盖物之间施加电压一定的时间。

2）在85%湿度85℃或者是60℃或85℃的环境下将-1000V直流电施加在组件输出端和铝框上96小时。

在两种方式测试前，都对组件进行功率、湿漏电测试并EL成像。老化结束后，再次进行功率、湿漏电测试并EL成像。将测试前后的结果进行比较，从而得出PID在设定条件下的发生情况。第一种方式比较多的用于实验机构，而后一种方式比较多的被光伏组件厂采用。当PID现象发生时，从EL成像可以看到部分电池片发黑。

判定依据于：

（1）最大功率与初始值比，衰减不超过5%。

（2）没有目测不合格现象，按IEC61215章节7，IEC61730-2章节10.1.3。

（3）湿漏电流测试，符合IEC61215章节10.15。

（4）试验结束后组件功能完整。

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PID形成原因

外部原因：

PID的真正原因到目前为止没有明确的定论，但最容易在潮湿的环境下发生，并且活跃程度与潮湿程度相关；同时组件表面被导电性、酸性、碱性以及带有离子的物体的污染程度，也与PID现象的发生有关。据推测，来自于钠钙玻璃的金属离子是形成上述具有PID效应的漏电流的主要载流介质。

内部原因：

1：系统方面：逆变器接地方式和组件在阵列中的位置，决定了电池片和组件受到正偏压或者负偏压。电站实际运行情况和研究结果表明：如果整列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件处于负偏压下，则越靠近输出端组件的PID现象越明显。而在中间一块组件和逆变器正极输出端中间的所有组件处于正偏压下，PID现象不明显。

2：组件方面：环境条件，如湿度等的影响导致了漏电流的产生。

3：电池方面：电池片由于参杂不均匀导致方块电阻不均匀；优化电池效率而采用的增加方块电阻会使电池片更容易衰减，导致容易发生PID效应。

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解决方案

PID可以从三个方面进行预防，分别是系统、组件和电池。

系统方面：可以采用串联组件的负极接地或是在晚间对组件和大地之间施加正电压。另一个可能的情况是，随着微逆变器的使用，系统电压降低，产生的PID效应也许可以忽略不计。

组件方面：由于湿度是PID现象产生的因素之一，所以封装的方式也非常关键。优化EVA生产工艺、筛选原料和优化原料的配比，可以提高EVA胶膜对组件抗PID的效果。

电池方面：电池本身毋庸置疑是最重要的抵抗PID的关键因素，可以考虑改变发射极和SiN减反层，但两个改进都带来发电效率的变化和额外设备的增加。

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