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光伏组件的PID效应和封装材料的关系

2013-7-4 11:31| 发布者: echo| 查看: 31871| 评论: 0|原作者: 李民|来自: 中国光伏测试网

摘要: 摘要:本文对电位诱发衰减效应(PID)引起的光伏组件发电功率大幅度的衰减的原因进行了讨论,并提出了一些可能的解决方案。通过选择合适的封装材料可以抑制或消除PID现象。一、前言 随着光伏组件大规模使用一段时 ...
       首先我们提出一个引起PID现象原因的假设,如下图:

图1水气对组件的影响
       水气通过封边的硅胶或背板进入组件内部。EVA的酯键在遇到水后按下面的过程发生分解,产生可以自由移动的醋酸。

       可以自由移动的醋酸(CH3COOH)和玻璃表面析出的碱反应后,产生了可以自由移动的Na+。Na+在外加电场的作用下向电池片表面移动并富集到减反层而导致PID现象的产生。当加热组件一段时间后,水气离开组件。由于EVA上酯键的水解是一个可逆过程,失去水分后,可以自由移动的羧酸根(CH3COO-)与EVA上的乙烯醇(-CH2-CHOH-)反应而重新成为酯键并连接到EVA主链上而无法移动。相应的Na+也因失去羧酸根无法移动。此时在组件中,由于没有了可以导电的小分子,而导致PID衰减部分恢复甚至全部恢复。
以上的假设,可以总结成四步过程:
(1)水气进入组件
(2)水导致EVA水解产生醋酸
(3)醋酸与玻璃表面析出的碱反应产生可以自由移动的钠离子
(4)钠离子在电场的作用下移动到电池表面
       基于以上的假设,我们认为通过原料的筛选和工艺的优化,使EVA中含有的醋酸含量降低可以减缓PID现象的发生。
       一个最简单的方法是适当的降低EVA中VA的含量。我们发现使用低醋酸乙烯含量的EVA可以减缓PID现象的产生。合理的解释是低醋酸乙烯含量的EVA中可水解的酯基含量相对低,从而其水解速度也低于高醋酸乙烯含量的EVA。以下实验是在85%湿度60℃环境下施加-1000V电压老化100小时而得到的。

图2PID老化后对比图

表2使用不同VA含量EVA作为封装材料的组件的PID测试结果
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