PERC是否值得投资？

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PERC组件的初始光致衰减仍然是一个令人头痛的问题，但PI Berlin的一项测试表明，PERC组件的初始光致衰减是可以被解决的。其创始人兼首席执行官Paul Grunow向记者做出了解释。

德国普德光伏研究所气候实验室 ·LETID只能在高温条件下被检测（图片来源：德国普德光伏研究所）

PERC组件的初始光致衰减实质上是一个老生常谈的话题。通常，光诱导降解（LID）会使组件效率降低1-3%。而这部分衰减将由专家和银行在计算收益预测时考虑，并在直接从组件的铭牌值中减去。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。

与LID不同的是光热衰减(Lightand elevated Temperature Induced Degradation，LeTID)，更高的温度和更强烈的光照水平可以大大加速这一过程，因此得名。因此，降解速度取决于位置。该图通过比较较冷的德国和较暖的塞浦路斯的加速退化的测量值说明了这一点。LID和LETID有三个特点：

1）降解程度：易受LETID（4-10%）和LID影响的组件比仅受LID影响的模块（1-3%）更大。

2）LeTID的发生速度比LID慢一个数量级:它在实验室中大约需要1000个小时。

在75摄氏度和最大功率点(MPP)， LeTID达到完全降解的程度。相比之下，由LID导致的性能下降在几天后会达到最大值。田间条件相似，但取决于气候。最大的LeTID发生在10年后的德国和4年后的塞浦路斯，在那里的平均组件温度是25℃高，相应的更大的辐射。另一方面，LID在两个地方都只经过几天的野外作业就达到了最大值。幸运的是，LeTID在实验室中可以更快地测量。通过将组件温度至少提高2倍，可以加速这种效果

10度温度为一个阶梯，增加载流子注入量。后者可以通过从最大工作点的操作切换到无负载的“VOC模式”来实现，在这种模式中，组件的终端形成一个开路。这将使LeTID加速约10倍。

3）具有相同参数的LETID再生：即使不改变任何外部参数，LeTID退化在达到完全退化点(与LID相反)后也可再生，这个循环也可以通过提高温度和切换到无负荷运行来加速，同时注入更多的载流子。

再生有帮助吗?

由于组件一旦达到最大退化点，也会在磁场中再生，因此很容易认为LeTID问题被夸大了。但即使在塞浦路斯这样的气候条件下，重建也需要8年时间，而在德国，重建可能需要长达20年。

因此，在调试之前，应该加速对激光敏感组件的更新。这在该领域是可能的，但到目前为止只在卸载的、隔热的、处于无负载模式的单个组件上演示过。由此带来的载流子注入量和组件温度的增加，将德国的再生时间加快到了6个月。在塞浦路斯等较为温暖的地区，这种做法可能在短短两个月内取得成功。但这不是一个非常友好的选择。稳定在单元或组件级别更好。工厂安装人员必须同意这个合同，然后进行随机抽查，以确保所安装的组件实际上是稳定的。

尽管LeTID背后的物理机制尚未完全了解，但可以通过调整电池生产过程来生产LeTID稳定电池。

实现这一目标的最佳方法是在辐照下以足够高的温度运行LeTID循环，作为电池片分选前的最后生产或调节步骤。这个过程最初是为LID开发的。该工艺几乎不会造成效率的损失，并且可以由电池制造商的商用生产机器来完成。另一个优点是，它也消除了LID退化。

过程的存在和有效性可以在工厂检查的背景下快速有效地得到验证。另一种可能性是通过在层压机中施加电流来实现降解再生循环。然而，这一过程目前受到专利保护。

安装前的再生也很重要，因为大型的多兆瓦发电厂通常在几年后在二级市场上转售。在最坏的情况下，出售将恰好发生在LeTID降解达到最大值的时刻。

如果在生产过程中电池片尚未再生，处理降解的一种实际方法是根据LeTID降解的程度校正组件输出的额定极板值，就像LID所做的那样。另外，在产量模拟中，可以不进入固定的初始退化，而是进入由LeTID增加的年退化率。在p图中的例子中。这意味着在四年的时间里每年要减去1.75%，直到达到-7%，再加上每年-0.5%的标准值，这就导致了封装和焊接材料的老化。总的来说，在上面的例子中，塞浦路斯的年增长率为-2.3%，德国为-1.2%。但即使是这种解决方案，EPC们和投资者也必须首先了解相应组件的效果。

LeTID测试

为了说明目前广泛使用的组件在对抗LID和LeTID方面做得如何，我们在公开市场上购买了10种类型的PERC组件，其中包含两款多晶。

在我们的测试条件下，我们对下面这些进行了测试:为了加速LeTID，我们将它们暴露在标准测试条件下，75°C的气候室中，最大性能点的正向电流下的黑暗空间。目前，在MQT 23.1下的IEC 61215-2: LeTID检测第二版草案中也建议进行这种加速试验，要求重复试验162小时，直到稳定为止。如果功率降低小于额定容量的1%，则认为组件是稳定的。在做这样的测试时，注意细节是至关重要的。通过增加安培数，注入了更多的载流子，从而提高了降解速率。但要注意:过量的安培可能会导致降解和再生周期通过而未被检测到。

在专家圈子里，人们经常听说单晶组件比多晶组件更不易受LeTID的影响。有时LeTID降解超过7%，主要发生在多perc组件中[Kersten 2015]。但是到目前为止，我们还没有在我们的测试中观察到任何显著的差异。事实上，我们经常发现事实正好相反，其中一个多晶PERC组件几乎没有LeTID。

在测试的10种组件类型中，两种多晶组件类型在1000小时后最多退化2%，而其余的单晶PERC组件之间的分布在1%到4%之间(见图左)。有可能多晶perc产品的制造商已经采取措施来抵消这些影响，而一些单晶perc产品的制造商继续将他们的努力主要集中在LID上，而没有完全稳定电池。

在这种情况下，LeTID引起的额外退化是否是反对PERC的基本论据?不，改用这种技术是合理的，而且继续如此，因为它具有成本效益。越来越多的制造商在他们自己的规格表中省略了对PERC的任何提及，要么是因为它现在已经是标准的了，不需要特别提及，要么是为了避免任何关于LeTID的讨论。此外，这种额外的降解可以通过在效率方面几乎是中性的电池生产措施来消除。

我们对这种情况的评估是，在这种情况下，PERC是100%可以兑现的。但是这个结论应该通过独立的测试来验证，而不仅仅是通过工厂审核和合格的实验室测试。

就目前而言，项目的可投资性也应该得到确认。

尽管如此，对这一机制的最终科学澄清仍然十分紧迫，因为它将提高PERC过程适应的可信性和可靠性。这种澄清对于那些认为自己不受影响的PERC制造商来说尤其重要，即使他们的组件在PI Berlin测试中除了LID外还显示出LeTID敏感性。

采用新一代电池技术,使用n型晶圆而不是p型硅片,如n型全氯乙烯,HJT,或n-PERT原则上比PERC电池更稳定的光致退化——至少π柏林和其他实验室尚未发现任何迹象相反。这些技术具有更高的效率潜力，但由于更高的改造成本，对电池制造商来说成本更高。无论是通过提高我们对LeTID的理解来最好地解决这个问题，还是通过转移到下一代电池技术来最好地解决这个问题，我们希望科学知识将加速寻找最佳的解决方案。

关于作者

保罗·格鲁诺(Paul Grunow)是PI Berlin的联合创始人。此前，他是太阳能电池制造商Q-Cells的创始人之一。自2011年以来，PI Berlin已经对来自组件交付的随机样本进行了150多个所谓的“高质量包装”，然后通过容器将这些样本直接发送到目标位置。除了LID, PI的“质量包”还包括STC、微光、电发光和PID测量，以及根据系统的大小，对10个或更多相同类型的组件进行剥皮和凝胶含量测试。

翻译：光伏领跑者创新论坛

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