透明背板組件延長PID應力測試的性能評估

光伏組件在可再生能源的產生中發揮著至關重要的作用。然而，隨著時間的推移，組件可能會因各種因素而出現性能下降，其中之一就是電勢誘導衰減(PID)。為了保障光伏系統的壽命和效率，來自美能光伏的潛在電勢誘導衰減（PID）測試儀應運而生，本文將深入探討組件的透明背板的潛在電勢誘導衰減（PID）性能評估，并介紹PID測試儀及其重要性。

透明背板的PID性能評估目前，透明背板是構建雙面組件時玻璃的可行替代品，其主要優點是成本低于玻璃、重量顯著降低、透明度更好且可以更好地保護組件免受冰雹影響。此外，因為不含鈉，透明背板還可以減少PID的發生，降低電池背面發生PID的風險。試驗將由透明背板構建的組件，暴露于延長電勢誘導衰減PID應力中，由此來研究組件的穩定性。

試驗使用的組件是P-PERC玻璃背板組件，其主要屬性列于下表中。

測試流程
在75°C環境下，通過電流注入在486小時內對五個組件進行預處理（一組參考組件、一組0V極化組件Mod1、一組+1500V極化組件Mod2、兩組-1500V極化組件Mod3&4），每162小時進行一次電流-電壓測量控制，在測試階段避免光誘導降解(LID)以及光和高溫誘導降解(LeTID)。

根據 IEC 61215 標準 (MQT 21) 在 85℃、85% RH 下進行時間長達 576 小時的PID測試，而不是標準中要求的96小時(每96小時或192小時監測一次電壓)。用切割輪切割-1500V極化組件上的兩塊完整的樣品，再使用金剛石繩鋸將一塊樣品切成1cm × 1cm的小塊。

最后，切下封裝的樣品，使用BT成像進行光致發光（PL）測量，最后進行透射電子顯微鏡（TEM）測量。

測試結果電流-電壓（I-V）圖1和圖2分別繪制了組件正面和背面通過PID測試下的性能演變。

圖1.延長 PID 測試中組件正面的性能演變

圖2.延長 PID 測試中組件背面的性能演變

如圖1所示，正面的組件性能不受施加的正電壓或中性電壓的影響，測試結束后，組件的所有電學參數與未測試的參考組件的電學參數相似。相反，施加負電壓，PID 576小時后，正面功率下降了近 8%，背面性能下降嚴重了三倍（25%），并且電流變化很大，如圖2所示。

電致發光和光致發光表征
為了更好地了解性能下降的原因，在組件Mod3上進行了EL和PL檢測。組件Mod3的EL成像和切割后樣品的PL成像如下圖所示。

a)預處理后Mod3的EL成像；b) PID測試576小時后EL成像；c)頂部：放大后的EL和PL成像；底部：暗區的EL和PL成像

由于PL測量使用了組件中切下來的電池，因此圖片上可以看到玻璃裂紋。EL成像顯示信號普遍下降，并且出現了一些暗區，在大多數具有局部較高EL強度的電池上也可以看到一些“光跡”。這些暗區和光跡也通過PL成像得到證實，并指出了潛在的局部鈍化變化。

具有透明背板的雙面組件經過延長PID應力測試，電流-電壓、EL和PL測量表明組件中存在兩種類型的PID效應：PID電勢類型(PID-p)和腐蝕類型 (PID-c)。PID-s的分流類型通常與鈉離子從玻璃遷移到電池有關，并且電流電壓變化沒有顯示出任何顯著的Voc填充因子下降。即使使用TEM測量沒有觀察到直接證據，觀察到的局部去鈍化也可能與PID-c相關。

潛在電勢誘導衰減（PID）測試儀

長期的電流泄漏會造成電池片載流子及耗盡層狀態發生變化、電路中的接觸電阻受到腐蝕、封裝材料受到電化學腐蝕等問題，從而導致電池片功率衰減、串聯電阻增大、透光率降低、脫層等影響組件長期發電量及壽命的現象。滿足IEC61215標準中MQT21條款及IEC62804標準

特點:

?組件邊框端接地，既模擬實際情況，又防止由于邊框高壓引起的潛在危險；

?采用2線制測試方法，正負極短接后接入正極，負極接在邊框等電位孔位；

?各通道相互獨立，多路電壓大小、極性、時間單獨設置；

?多路電壓、泄露電流、絕緣電阻同時顯示；

?實時監控電壓、泄露電流、絕緣電阻曲線；

在快速發展的太陽能行業中，光伏系統的可靠性和效率至關重要。來自美能光伏的PID測試儀遵循IEC標準，幫助光伏組件制造商在其項目中保持高標準的質量和性能，在確保組件充分發揮其潛力并長期提供預期性能方面發揮著至關重要的作用，為全球可再生能源的增長做出貢獻。