晶硅PID組件弱光性

光伏系統(tǒng)中組件的PID現(xiàn)象引起了整個光伏行業(yè)內(nèi)各企業(yè)、研究單位和相關(guān)測試機構(gòu)的廣泛關(guān)注，目前關(guān)于PID的形成機理、測試方法和條件等國內(nèi)外均展開了大量的研究和實驗，影響PID衰減的影響因素比較復(fù)雜，一般需要從環(huán)境、組件封裝材料和系統(tǒng)三方面綜合分析，高溫高濕的環(huán)境因素，玻璃表面的導(dǎo)電性、組件內(nèi)部材料的絕緣性能等均會影響PID發(fā)生的速率[1,2]。在系統(tǒng)層面而言，目前接地系統(tǒng)一般采取兩種形式，第一種是功能性接地（Function grounded PV system），即光伏組件邊框、組串正極或負極接地，如薄膜組件目前都需要采用正極接地，以防TCO腐蝕。另一種為保護性接地（Ungrounded PV system），即光伏組件的邊框接地，而組件陣列的正極或負極均不接地[3,4]，這種是目前普遍采用的方式，但晶硅組件負極（如P型電池組件）和接地邊框?qū)⒋嬖谝欢ǖ呢撈珘?，組件負偏壓的大小跟處在組串中的位置有關(guān)，且越靠近組串負極的組件負偏壓越高，而且在潮濕的環(huán)境中，玻璃面的導(dǎo)電性增加，容易誘導(dǎo)發(fā)生PID現(xiàn)象[5]。

　　在實際電站中若發(fā)生了PID，對于業(yè)主和組件供應(yīng)商，都需要通過快速有效的方法排查PID組件，文獻中介紹的有使用手持EL測試、戶外IV測試、Dark -IV測試、紅外熱像儀、開路電壓測試等等方法[6]，在這幾種方法中，開路電壓測試法由于其操作簡便、省時等特點較為常用，但此種方法并不適用與全天任何時間測試，需要尋找一個合適的時間點或輻照值作為參考進行操作。

　　本文基于晶硅組件的弱光效應(yīng)為出發(fā)點，結(jié)合PID組件的基本特點，通過對不同PID程度的組件和正常組件作為實驗對象，放置戶外弱光下對其進行開路電壓測試，得到了不同PID程度組件和正常組件的弱光性能的測試數(shù)據(jù)，得到了些初步的結(jié)論，為在戶外對PID組件進行快速查找提供參考。

一、弱光效應(yīng)的分析

　　眾所周知，在國內(nèi)大部分地區(qū)，戶外實際的太陽光輻射強度很難達到STC測試要求下的1000W/m2，因此組件在戶外下的實際輸出性能的表現(xiàn)和影響因素的分析顯得尤為重要，相關(guān)文獻理論模擬和測試機構(gòu)的實際測試結(jié)果均表明：組件的并聯(lián)電阻對弱光效應(yīng)的影響很大。如全球知名光伏機構(gòu)Photon Lab曾對來自超過100家制造商的170多個組件產(chǎn)品進行實地測試，其組件弱光性能可在發(fā)行的Photon雜志上查閱[7]。一般并聯(lián)電阻越低，其弱光效應(yīng)越差，Voc下降也就越明顯，而并聯(lián)電阻直接影響的是填充因子，因此組件的功率也將隨之越低，但在標準測試條件下（STC），Rsh的高低對其電性能相對于弱光下影響較小[8,9,10]。

　　在標準光強下并聯(lián)電阻對太陽能電池的影響如圖1所示，該圖采用數(shù)據(jù)來源于新南威爾士大學(xué)晶硅太陽電池[11]，并以1cm2的面積為標準來討論，從圖可知當(dāng)并聯(lián)電阻在100Ω以下，對開路電壓的影響較大。圖2為不同Rsh值的電池片在弱光下對組件效率的影響[10]，也從側(cè)面反映組件Rsh對弱光效應(yīng)的影響。