Huang Shengjuan 1, 2Tang Rong 2, Tang Lijun1
(1.School of Physics and Electronic Science, Changsha University of Science and Technology, 2. Hunan Red Sun, New Energy Technology Co., Ltd.)
Les modules photovoltaïques sont les principaux composants de la production d'énergie solaire. La dégradation de la puissance des modules photovoltaïques se réfère au phénomène que la puissance de sortie des composants diminue continuellement à mesure que le temps d'éclairage augmente. L'atténuation de la puissance du composant est directement liée à l'efficacité de génération d'énergie des composants. Atténuation par rapport aux meilleurs composants à l'étranger, il existe encore des lacunes, de sorte que l'étude de l'atténuation de la puissance des composants est nécessaire.
L'atténuation de la puissance des composants comprend l'atténuation optique initiale des composants, l'atténuation du vieillissement du matériau du composant et l'environnement externe ou des facteurs destructifs entraînant une atténuation de la puissance des composants '2'. L'environnement externe provoqué par l'atténuation de la puissance est principalement causé par un fonctionnement inapproprié des centrales photovoltaïques en renforçant le maintien des centrales photovoltaïques Pour améliorer ou éviter, les facteurs destructifs causés par l'atténuation de la puissance du composant sont attribuables aux problèmes de qualité évidents causés par les composants dans le processus d'installation de la production et de la centrale électrique afin de vérifier strictement la qualité du contrôle, ce qui peut réduire l'atténuation de puissance de ce phénomène. Atténuation de la photo initiale et atténuation du vieillissement du composant.
Analyse d'atténuation photométrique initiale à 1 composant
1.1 Analyse du principe de l'atténuation de la lumière initiale
L'atténuation optique initiale (LID) d'un composant est un phénomène dans lequel la puissance de sortie du module PV est considérablement réduite après quelques jours de son utilisation initiale, et on considère généralement que le mécanisme d'atténuation est causé par la combinaison de l'oxyde de bore, Boron) produite par la lumière des composants photovoltaïques, le silicium dans le silicium, l'oxygène pour produire un complexe, réduisant ainsi la vie de sa minorité. Dans les conditions de courant de l'éclairage ou d'injection, le silicium dopé au bore, à l'oxygène Plus les genres, plus les genres, plus la durée de vie des composants est élevée, plus l'atténuation du composant '3' est grande.
1.2 Analyse expérimentale de l'atténuation optique initiale des composants
Dans cette étude, deux ensembles de cellules (un groupe d'illumination initiale et l'autre groupe sans éclairage initial) ont été utilisés dans le cas de la plaque inverse, de l'EVA, du verre et du processus d'emballage. Pour le I et II. En même temps, tous les composants produits ont été soumis à une inspection de qualité complète et à une détection d'électroluminescence (EL) pour s'assurer que la qualité était complètement normale. La procédure expérimentale a été assurée pour être cohérente et la courbe IV du module IV a été mesurée à l'aide du même simulateur solaire.
Les modules I et II PV ont été placés dans un rayonnement total de 60 kW / m2 (selon les exigences de l'essai d'exposition en plein air IEC61215) et les modules photovoltaïques I et II ont été placés dans un total de 60 kWh / m2 ) Au même endroit pour le test d'exposition, respectivement, pour enregistrer sa puissance, les résultats montrés dans le Tableau 1.
On constate à partir du tableau 1 que l'atténuation globale de la puissance des modules PV du groupe I est nettement inférieure à celle du groupe C. Par conséquent, on suppose que l'atténuation initiale initiale des modules photovoltaïques dépend principalement de la photo-atténuation initiale des cellules. Lumière, l'atténuation de la puissance du composant sera considérablement réduite.
1.3 Étude sur la relation entre l'atténuation de puissance initiale et la courbe I-V médiocre
Une variété de composants normaux sélectionnés aléatoirement, les composants de toute l'atténuation de la batterie sont essentiellement les mêmes, son test de puissance, la courbe lisse de la courbe I-V montrée à la figure 1.
On peut le voir à partir de la figure 1, bien que la puissance de sortie diminue, mais la courbe I-V est lisse, pas d'étapes, l'image infrarouge similaire au composant normal, c'est-à-dire qu'aucun point chaud n'apparaît.
Prenez tous les modules photovoltaïques dans le module PV sans atténuation initiale de l'éclairage, c'est-à-dire que l'atténuation de la batterie dans l'assemblage est incompatible, son test de puissance, la courbe I-V illustrée à la Figure 2.
Comme on peut le voir à partir de la courbe I-V de la figure 2, la puissance de sortie globale du module est réduite et le courant global du module PV est réduit et la puissance de sortie est réduite.
Selon l'expérience, si l'atténuation de la cellule interne du module PV est incohérente, la mauvaise correspondance actuelle est générée dans la puce de la batterie en série et la courbe IV apparaît étape. Lors de l'inspection de la qualité de la production du composant, la courbe de la composante IV L'étude statistique confirme également que l'atténuation initiale de la puissance optique du composant est la cause intrinsèque de l'anomalie de la courbe IV.
1.4 Vérification de l'atténuation optique initiale des composants
Afin d'assurer la qualité des composants, dans le processus de fabrication des composants, l'extraction aléatoire des composants sous l'exposition au soleil, l'exposition à la puissance du composant est essentiellement stable, pour détecter l'atténuation optique initiale, les données d'essai dans le Tableau 2.
On peut voir à partir du tableau 2, les modules PV ont d'abord le phénomène d'atténuation de la lumière, mais des différences de différence d'amplitude d'atténuation entre 1% et 3,7% ont été différentes, de sorte que l'amélioration du phénomène de photo-atténuation initiale est très nécessaire.
Grâce à l'analyse ci-dessus, nous pouvons voir que l'atténuation optique initiale du composant dépend principalement de l'atténuation de la batterie et l'atténuation de la batterie est déterminée par la teneur en bore et en oxygène de la plaquette de silicium. Pour éliminer le problème causé par l'atténuation de puissance initiale du module, Équipement pour contrôler la qualité du silicium afin de s'assurer que le silicium à l'intérieur du bore, le contenu en oxygène dans la gamme normale, afin de protéger l'efficacité de la conversion de la batterie, en même temps que l'emballage du sous-fichier de puissance de la puce de la batterie afin de s'assurer que l'alimentation de la puce de la batterie, Améliorant ainsi l'atténuation de puissance optique initiale du composant.
2 Le vieillissement du matériau conduit à une analyse d'atténuation de puissance
La structure du paquet des modules photovoltaïques est illustrée à la figure 3, les composants principaux de l'emballage, y compris la batterie, le verre, l'EVA, le fond de panier et les autres «1.» La figure 3 montre que le vieillissement de l'affaiblissement du matériau du module PV peut résulter principalement de l'atténuation de la puissance des piles de la batterie et des matériaux d'emballage Et l'impact de ces deux facteurs est la principale raison de l'impact du rayonnement ultraviolet et de l'environnement de vieillissement chaud et humide, et du verre sur les UV et l'environnement chaud et humide, la performance change moins "4", de sorte que la recherche sur l'atténuation du vieillissement des composants peut être autour EVA et arrière-plan, deux matériaux pour réaliser le vieillissement. La figure 4 est une centrale électrique après l'opération de vieillissement du matériau.
Effet du vieillissement de 2,1EVA sur la dégradation de l'énergie du module photovoltaïque
Les composants sont divisés en groupes A, B, C, F8064, respectivement, en utilisant quatre fabricants différents de matériaux EVA, de piles, de verre, de fond de panier, de soudure, de châssis et d'autres matériaux et les équipements de production sont cohérents, la production de chaque composant en même temps Une éprouvette a également été utilisée pour tester l'indice de jaunissement du matériau EVA du module. Les composants produits ont été testés pour les courbes EL et IV pour déterminer la qualité des quatre groupes de composants et accompagnés en même temps dans la chambre d'essai environnementale pour le vieillissement chaud et humide , Les conditions d'essai pour la température de 85 ℃, l'humidité 85%. De temps en temps pour tester sa puissance de composant et accompagnée d'un indice de jaunissement EVA, un total de 1000h après le test hors des composants, les données de test de composant montrées à la figure 5 correspondant à accompagner Indice de jaunissement EVA montré à la figure 6.
On peut le voir à partir de la figure 5 et de la figure 6, différentes marques de performances de vieillissement à chaud et humide EVA varient considérablement, ce qui, par rapport aux autres EVA de F806EVA, très faible et anti-âge, a rendu l'atténuation de la puissance des composants moins. Ces résultats et composants expérimentaux Les résultats d'atténuation du pouvoir de vieillissement sont cohérents, ce qui indique que le vieillissement du matériau de la jaunissement EVA est causé par une raison importante de l'atténuation de la puissance.
Afin d'approfondir l'analyse de ce problème de qualité, combiné à un phénomène similaire de jaunissement EVA, ce document a choisi un institut de recherche de composants de centrales photovoltaïques pour étudier et a constaté que les composants de la centrale photovoltaïque faisaient également partie de l'existence du phénomène de jaunissement EVA, comme le montre la figure 7.
Dans la centrale électrique, on a sélectionné des composants de jaunissement EVA et des composants EVA non jaunissants, respectivement, pour tester sa puissance, les données indiquées au tableau 3.
On constate dans le tableau 3 que le composant non jaunissant d'EVA ne se désintègre que de 2,23% pendant le fonctionnement de la centrale, alors que la puissance du composant jaunissement EVA est réduite de 5,7%, ce qui confirme en outre que le jaunissement EVA est une raison importante pour l'atténuation de la puissance du composant.
2.2 L'impact du vieillissement du fond de panier sur l'atténuation de puissance des modules photovoltaïques
Les composants sont divisés en A, B deux groupes, respectivement, en utilisant deux fabricants différents du matériau du fond de panier (Un groupe de fond de panier pour le fond de panier à double face, le groupe B est un fond de panier sans fluor), batterie, verre, Le tableau, le ruban adhésif, le cadre et d'autres matériaux et les équipements de production sont cohérents, la production de chaque composant en même temps produite accompagnée du test de l'arrière de l'indice de jaunissement résistant aux UV. Produite par le test EL et la courbe IV Test, pour déterminer la qualité des qualifiés, avant l'enregistrement de deux groupes de modules photovoltaïques et les composants qui l'accompagnent dans l'état STC de la valeur de sortie de puissance conformément aux exigences de IEC61215-2005 expérimental, deux ensembles de modules photovoltaïques placés dans la chambre UV, le contrôle de la température dans les dispositions (60 ± 5 ° C), la composition de la longueur d'onde de la rayonnements ultraviolets de 280 ~ 385 nm (15kWh / m2), où la longueur d'onde de 280 ~ 320nm rayonnement UV d'au moins 5kWh / m2'1 'avec un testeur solaire Testez la puissance des composants, les résultats présentés dans le tableau 4, également testé avec la plaque arrière et l'échantillon après l'indice de jaunissement du vieillissement UV, les résultats montrés à la figure 8.
Comme le montre le tableau 4 et la figure 8, un groupe de panneaux photovoltaïques à double face du fluor (indice de jaunissement de 2,2), avec une forte résistance aux UV, de sorte que son atténuation de puissance est faible et le groupe B du fond de panier du module PV ne contient pas de fluor , Le phénomène de jaunissement (indice de jaunissement de 67,4), l'atténuation de puissance est évidente. 2.3 vieillissement du matériel analyse de l'analyse du suivi du champ d'atténuation du matériel d'un institut de recherche d'analyse de test de suivi des installations photovoltaïques, sélectionnez les composants de qualité normale du test de puissance régulier Les données d'atténuation de puissance sont indiquées dans le tableau 5.
Chaque période de l'image EL du composant illustré à la Figure 9, l'image EL affiche les composants intacts, aucune fissure et autres problèmes de qualité, chaque fois pour éliminer la surface de la saleté et de la poussière, à l'exclusion des conditions externes sur la puissance du composant. Les résultats des tests montrent que l'atténuation de la puissance du composant est due au vieillissement du matériau lui-même causé par la proportion d'atténuation et les exigences de garantie de puissance de la norme unifiée de fermeture.
À partir des résultats des essais expérimentaux et de l'analyse des composants dans la centrale électrique, on constate que le vieillissement de l'EVA et du matériau du fond de panier est la principale raison de l'atténuation du vieillissement de l'énergie. L'utilisation d'EVA et de fond de panier de haute qualité peut réduire efficacement le vieillissement électrique Le
3 Conclusion
Cet article se concentre sur l'analyse de l'atténuation de puissance initiale et l'atténuation de la puissance du vieillissement du matériau. En même temps, le test de suivi du champ d'une centrale électrique est analysé et les conclusions suivantes sont tirées:
1) L'atténuation photo-induite initiale des modules photovoltaïques est principalement due à l'atténuation initiale photo-induite des cellules, qui diffèrent dans la teneur en oxygène en bore des différents lots, ce qui entraîne une photo-atténuation initiale des cellules. La qualité de la plaquette est contrôlée afin de s'assurer que la photo-atténuation initiale de la cellule est un moyen efficace de résoudre l'atténuation optique initiale du module photovoltaïque.
2) L'affaiblissement du matériau du module photovoltaïque dépend principalement de la qualité de l'EVA et du fond de panier pendant l'emballage du module photovoltaïque. L'utilisation de la fonction de vieillissement chaud et humide est forte et le fond de panier résistant aux UV et le matériau EVA peuvent garantir la qualité du module PV dans une large mesure.
Références
'1' Ma Zhiheng. Analyse de l'atténuation de la puissance du module cellulaire solaire 'J'. China high-tech enterprises, 2012, (17): 32-33.
'2' Lin Cunchao. Analyse de la qualité et installation du contrôle de la qualité des modules photovoltaïques 'J'. Information scientifique et technologique en Chine, 2015, (2): 204 à 205.
'3' Zhang Guangchun, Chen Rulong, Wen Jianjun, etc. Cellules solaires à base de silicium monocristallin dopées au bore et composants de la première recherche sur le problème de l'atténuation de la lumière 'A'. La 10e Conférence solaire PV de la Chine 'C', Changzhou, 2008 Le
'4' Wu Cuigu, Yu Bo, Han Shuai, etc. Analyse de l'atténuation du pouvoir photovoltaïque en silicium polycristallin et mesures d'optimisation 'J'. Electrical Technology, 2009, (8): 113- 114.
