1, 光伏組件衰減的概念
光伏組件衰減率是指:
光伏組件運行一段時間後, 在標準測試條件下 (AM1.5, 組件溫度25°C, 輻照度1000W/m2) 的輸出功率與標稱功率的比值.
根據國家的規定:
單晶矽組件首年衰減不超過3%, 多晶矽組件首年衰減不超過2.5%, 以後每年不超過0.7%.
2, 衰減的類型
衰減一般分為初始光致衰減和老化衰減. 另外, PID電勢能誘導衰減近年也獲得認同.
1) 光致衰減 (Light Induced Degradation, LID)
LID產生的本質原因是太陽能電池收到光照後材料內部產生了複合中心. 目前比較公認的說法是, 光照後產生的硼氧複合體降低了少子的壽命. 摻硼晶矽中的替位硼和間隙氧在光照下激發形成的較深能級缺陷引起載流子複合和電池性能衰退, 造成光伏組件在初始應用的幾天輸出功率發生較大的急劇性下降, 但一段時間 (一般2~3個月) 後輸出功率會逐漸穩定.
2) 老化衰減
光伏組件長期應用中出現的, 緩慢的衰減, 可分為兩類:
1) 電池本身老化造成的衰減, 主要受電池類型 (單晶, 多晶) 和電池的生產工藝影響;
2) 封裝材料老化造成的衰減, 衰減速度與光伏組件的生產工藝和封裝材料, 組件應用地環境成正相關. 其中常見開裂, 外觀變黃, 風沙磨損, 熱斑, 組件老化都可以加速組件功率衰減.
3) PID電勢能誘導衰減
這種衰減存在於組件內部電路和其接地金屬邊框之間的高電壓會造成組件的功率衰減, 還與玻璃, 背板, EVA, 溫度, 濕度和電壓有關.
常規組件的衰減示意如下圖所示.
圖中, 藍線為單晶矽組件的衰減曲線, 紅線為多晶矽組件的衰減曲線. 其中:
單晶矽組件由於LID效應明顯, 在2個月內, 光伏組件功率迅速下降, 後期會緩慢的恢複.
多晶矽組件也具有LID效應, 但造成衰減明顯低於單晶.
1年以上, 主要是 '老化衰減' 造成的功率降低.
下圖為PID效應的紅外照片, PID效應嚴重的電池片發黑.
PID效應會造成組件功率的明顯下降.
