当EVA抗PID遇上紫外光 - PID测试篇续 - PID说说（六）

当EVA抗PID遇上紫外光 - PID测试篇续 -你所知道的PID “free”真的Free吗 - PID说说(六)

       PID试验的测试标准上篇已经讨论了一些，主要是温度和湿度方面。通过实验室模拟实际运行环境，并将环境条件的恶劣程度放大，计算对应于相应的运行时间，达到时间和环境等效的结果，这是各种实验室测试PID的最终目的。

       业内不知道25C常温和60C及85C下做PID测试到底有什么区别，也没有实际的研究去证明时温等效在PID上的计算公式。这方面我只能提出疑问，说不出个所以然。尤其是温度上，总觉得夏天的阳光下，不发电都会有五、六十度的高温，用85C来模拟，根本不能算是加速试验，更不要说常温或60C了。就湿度上来说，沿海地区或内陆地区下完雷阵雨后85%的湿度也就是环境湿度，甚至还不到环境湿度。真的无法评说。
       那么，难道要放在釜里去煮啊？我没有这样的研究，或许将来真有这种需要，用HAST的方法做PID。

       除了温湿度，再谈谈其它的可能环境因素。
       首当其冲的，我得讲讲光照的影响。
       PID在什么时候会发生？答曰：需要有系统电压加在组件上，并且因边框接地而对地形成电势差。所以，形成PID必须是在系统发电的时候，不会在晚上。这就带来一个问题，即光照条件对组件带来什么影响。
       光照可能从两方面对组件的PID产生作用。
       一是当光照时组件本身的发电情景，此时组件内部是有电流通过的，而现有PID试验是将组件的正负极短接后进行实验的，这到底有什么区别？有说法是产生PID效应时，阵列中的某块组件正好处于不发电或低于正常发电量的状态，如组件被局部遮挡时。此时被遮挡单元的电流不是或不完全是通过光生伏打效应进行的，而是系统的电流强行流过，甚至是没有电流通过，而串联阵列中的下游组件继续在发电，被遮挡处就成了电流的瓶颈，导致接地的边框产生从地到玻璃到电池片的“倒灌漏电流”，玻璃中的金属离子迁移到电池片表面上，破坏了电池的N型电场结构。在这种情况下，光照对PID的影响到底是什么。
       第二种情况是经过长期光照的组件对PID的抵抗能力。一般客户在自测或给认证机构送样时都是新组件。这时候组件各部分材料的性能都保持得比较完整的。如EVA，是没有经过任何光照、紫外降解的新鲜EVA。此时EVA材料内游离的醋酸成分（或者说VA中的V成分）是很少的，做PID试验时只有靠这一点醋酸成分以及试验过程中可能产生的游离醋酸成分带动玻璃种金属离子的迁移（当然EVA分子结构因为醋酸的存在相对于聚烯烃来说极性更强一点，分子极化可能也会有助于漏电流的形成，所以EVA的体积电阻一般要比聚烯烃低）。尤其是抗材料厂推出的抗PID的EVA，VA含量尤其低，这样的组件做当前试验方法下的抗PID试验，漏电流就会比较低，给大家的结果自然是96小时内没有发现PID效应。
       顺便提一下，一般做PID试验的时候，漏电流如果有几十微安以上，基本上就可能发生PID效应了。
       那么经过长期光照的组件，又可能发生什么变化呢？
       做材料的朋友都知道，组件户外最怕的是紫外对有机材料造成的影响。EVA材料本身的C-C键结构就注定要被紫外所困扰。即便材料中加了紫外稳定剂、紫外吸收剂，或者想办法降低双键含量，其长期耐紫外性能也是倍受争议的。我们不需要谈EVA经过紫外老化后降解了多少，是否发黄、变脆，我们只要了解经过紫外照射后的EVA产生了多少游离的VA成分，产生的游离VA成分会不会比以前那些不具有抗PID效应的EVA的起始游离VA含量要高。如果答案是YES的话，那么经过一段时间运行的组件其产生PID的可能和过去刚出厂的组件相比，也就是五十步笑一百步了。何况组件要用25年呢，五十步、一百步或许对于万里长征来讲只是走了第一步而已。
       所以，PID试验方法是不是有必要做深入的研究：在PID试验之前，先经过紫外辐照试验，而且辐照量要予以适当的研究，不能象目前组件IEC中做紫外预处理（UV pre-condition)那样不痛不痒。甚至如果考虑湿度、温度的影响，是否要在紫外老化时同时施加一定的温湿度，以检验EVA材料的抗降解能力。

       可怜的EVA，当你号称抗PID时为何如此饱受争议。

可怜的EVA，

虽然要付费，但很值得一看，支持！

抗PlD的EVA不知道是不是那种高透的EVA，日前很多组件厂为了进一步降低成本，提高发电效率，已经将EVA的长期耐久性考虑排在发电效率之后了。对于高透EVA，其抗紫外性能到底如何，恐怕行业内没有成熟的成功案例，一般做组件老化也不会做很高的辐照量，因为没有经验参数和标准可循。但增加紫外波段的透过率是否减少了紫外吸收剂和稳定剂的用量，或者有其它的新型技术突破？自古以来EVA抗紫外能力都是靠添加剂实现的，好象没有听说过最近有什么新技术，新专利，这么大的成就应该是光伏乃至化学工业的革命。果没有新技术，那就是拿掉或减少了添加剂，如此这般的话，又要证明其抗紫外的效果没有变差，那么要吗就是以前的化学家都是笨蛋，没事干加那么些添加剂干嘛？画蛇添足；要么就是现有的测试标准有问题，根本没有测出加与不加抗紫外的区别来。那样的话高透EVA的抗紫外能力就要受到质疑了，由此更可以推测，高透EVA的抗Pid还可能吗？即使是初始新鲜EVA组件是抗PID的，经过一段时间运行后还有多少信心呢。即便现在的EVA真的有较强的抗PID能力，在高透与抗PID之间，是否鱼和熊掌不能兼得呢？
       所以，PID试验方法是不是有必要做深入的研究：在PID试验之前，先经过120-300千瓦时的紫外辐照试验（300KWH也就相当于户外的40-50个月）。以前的报道称在户外运行了2年左右开始出现PID，那就假设做150KWH紫外辐照，考虑到现在EVA技术可能提高了，或许要做300KWH才能看出是否抗PID。但如果再考虑到目前组件成本的狂降，EVA是否越来越差，越来越薄，或许做120KWH就够受的了。

从封装材料的可靠性来讲，毫无疑问，EVA是经过历史的检验的，对于EVA进行改良，增加漏电流通道的电阻值，对于PID的产生有很好的抵制作用。另外，从漏电流通道的机理来讲，金属边框是漏电流通道的载体，如果可以把金属边框替换成绝缘的非金属边框，那么就不需要接地，也就切断了漏电流通道，对于PID效应的产生将会有非常正面的作用。如果可以把EVA的改良和非金属边框的应用进行组合，无疑是对PID效应最好的解决方案！

换铝边框为塑料边框应该是有好处的。但只是增加了漏电流通道的距离和电阻，只能说会有改善，未必能杜绝。