1, 光伏组件衰减的概念
光伏组件衰减率是指:
光伏组件运行一段时间后, 在标准测试条件下 (AM1.5, 组件温度25°C, 辐照度1000W/m2) 的输出功率与标称功率的比值.
根据国家的规定:
单晶硅组件首年衰减不超过3%, 多晶硅组件首年衰减不超过2.5%, 以后每年不超过0.7%.
2, 衰减的类型
衰减一般分为初始光致衰减和老化衰减. 另外, PID电势能诱导衰减近年也获得认同.
1) 光致衰减 (Light Induced Degradation, LID)
LID产生的本质原因是太阳能电池收到光照后材料内部产生了复合中心. 目前比较公认的说法是, 光照后产生的硼氧复合体降低了少子的寿命. 掺硼晶硅中的替位硼和间隙氧在光照下激发形成的较深能级缺陷引起载流子复合和电池性能衰退, 造成光伏组件在初始应用的几天输出功率发生较大的急剧性下降, 但一段时间 (一般2~3个月) 后输出功率会逐渐稳定.
2) 老化衰减
光伏组件长期应用中出现的, 缓慢的衰减, 可分为两类:
1) 电池本身老化造成的衰减, 主要受电池类型 (单晶, 多晶) 和电池的生产工艺影响;
2) 封装材料老化造成的衰减, 衰减速度与光伏组件的生产工艺和封装材料, 组件应用地环境成正相关. 其中常见开裂, 外观变黄, 风沙磨损, 热斑, 组件老化都可以加速组件功率衰减.
3) PID电势能诱导衰减
这种衰减存在于组件内部电路和其接地金属边框之间的高电压会造成组件的功率衰减, 还与玻璃, 背板, EVA, 温度, 湿度和电压有关.
常规组件的衰减示意如下图所示.
图中, 蓝线为单晶硅组件的衰减曲线, 红线为多晶硅组件的衰减曲线. 其中:
单晶硅组件由于LID效应明显, 在2个月内, 光伏组件功率迅速下降, 后期会缓慢的恢复.
多晶硅组件也具有LID效应, 但造成衰减明显低于单晶.
1年以上, 主要是 '老化衰减' 造成的功率降低.
下图为PID效应的红外照片, PID效应严重的电池片发黑.
PID效应会造成组件功率的明显下降.
