太阳能电池--(PID)电位诱发衰减现象
光伏组件电势诱导衰减
光伏组件电势诱导衰减光伏组件的电势诱导衰减，也称为PID效应，是一种常见的衰减现象。
它发生在常规带边框晶体硅光伏组件的工作过程中，是由于组件边框和电池之间的电势差引起的。
在湿热状态下，光伏组件的封装EVA会老化，主要通过氧化和水解途径。
水蒸气通过组件封边硅胶或背板进入组件内部，使EVA老化水解后产生醋酸。
醋酸与玻璃（钠钙玻璃）中的NaCO3等反应，析出Na+、Ca+2离子。
由于组件边框需要接地，光伏电池与组件边框之间会产生电势差。
组件中电池串正极部分对边框（大地）偏压为正，负极部分对边框偏压则为负，靠近两端的地方，组件电池对边框的偏压较大。
在这种电场作用下，封装材料中析出的Na+、Ca+2离子向着电池片表面漂移，穿过EVA并在电池片表面积累。
积累在电池片表面的阳离子会吸引电子并加速电子空穴的复合，使并联电阻减小，内部漏电流增大，降低组件的开路电压Voc、填充因子FF，从而降低电池的输出功率。
PID衰减的产生部位大多先从组件内靠近边框的外侧电池片开始。
组件中产生PID衰减一般都是整片电池EL发黑，大多都以整个电池片为单位，都具有明显的衰减界限。
PID衰减在带边框（钠钙玻璃、EVA膜）常规晶体硅组件中普遍存在，直流端系统电压越高、湿度越大、温度越高的环境PID衰减越严重。
可以通过以下方法降低P型晶硅组件的PID效应：1.选择适当的安装位置和角度：尽量避免在潮湿、高温、暴晒等恶劣环境下安装光伏组件。
可以选择朝北或朝南安装，并保持一定的倾斜角度，以减少直接阳光照射和热量的积累。
2.保持清洁：定期清洗光伏组件表面，去除灰尘、污垢和其他污染物。
使用柔软的湿布或海绵轻轻擦拭，注意不要使用含有化学物质的清洁剂。
3.检查和维护：定期检查光伏组件的外观和性能，如发现有破损、污垢或老化等现象及时修复或更换。
同时也要保持与逆变器、电缆等设备的良好连接和绝缘。
4.避免接触：避免人体直接接触光伏组件表面，因为人体皮肤的油脂和污垢会影响光线的透过率，从而影响发电效率。
光伏逆变器PID解决方案
太阳能电池板PID现象催化要素
4、更薄的硅片-----------会更快的被腐蚀掉 5、组件更轻薄的封装材料及玻璃--------会造成绝缘电阻的降低和漏电流的增大
基于4、5项，可知薄膜组件PID现象会非常严重，此外近两年晶硅组件 厂商受价格压力，也普遍采用了更薄的切片工艺，更廉价的封装材料和 玻璃，所以今年来新生产的组件的PID效应反而更严重，这也意味着， 几年前建的电站没有发现明显的PID效应，不代表新建的电站就不会有 。
功率变换
变压器
逆变器
直流熔断器 PID组件
漏电流传感器
SINENG 立足清洁能源 专注科技创新
无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介
为防止PV负极在逆变器外部出现二次接地，造成漏电流不流经逆变器内部的传感器，因此 ，可以在每天逆变器启机前，先断开PID组件中的直流接触器，令逆变器进行PV对地阻抗 检测，如有异常可及时发现并告警。
漏电流传感器
变压器
无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介
本质上，直流接触器闭合条件下，就是等效于下图：实现PV负极接大地 ，消除PV负极对大地的负压，从而改善PID效应。
功率变换
变压器
逆变器
SINENG 立足清洁能源 专注科技创新
无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介
但是PV负极接大地后，一旦PV正极对大地搭接就会通过大地产生短路电流，这时候就需 要：PID组件中的直流熔断器快速熔断，逆变器发出指令脱扣直流输入断路器：
功率变换
启动绝缘检测， 发现异常并告警
逆变器
直流接触器
PID组件
SINENG 立足清洁能源 专注科技创新
变压器
技术难点：
方案看似简单，众多厂家的产品在实际运行中却存在以下问题：
光伏组件的PID效应
一、前言随着光伏组件大规模使用一段时间后，特别是越来越多的投入运营的大型光伏电厂运营三四年后，业界对光伏组件的电位诱发衰减效应（PID，PotentialInducedDegradation）的关注越来越多。
尽管尚无明确的由PID原因引发光伏电站在工作三、四年后发生大幅衰减的报道，但对一些电站工作几年后就发生明显衰减现象的原因的种种猜测使光伏行业对PID的原因和预防方法的讨论越来越多。
一些国家和地区已逐步开始把抗PID作为组件的关键要求之一。
很多日本用户明确要求把抗PID写入合同，并随机抽检。
欧洲的买家也跃跃欲试提出同样的要求。
此趋势也使得国内越来越多的光伏电站业主单位、光伏电池和组件厂、测试单位和材料供应商对PID的研究越来越深入。
其实早在2005年，Sunpower就发现晶硅型的背接触n型电池在组件中施加正高压后存在PID现象[1]。
2008年，Evergreen报道了PID出现在高负偏压下的正面连接p型电池组件中。
在2010年，SolonSE报道在标准的单晶和多晶电池中都发现了极化效应。
很快SolonSE 和NREL就提出在负高偏压下使用任何工艺生产的P型电池标准组件都存在发生PID现象的极大风险[2-5]。
而CIGS组件的PID效应也有被报道[6]。
二、PID的检测方式PID测试有两种加速老化的方式：1）在特定的温度、湿度下，在组件玻璃表面覆盖铝箔、铜箔或者湿布，在组件的输出端和表面覆盖物之间施加电压一定的时间。
2）在85%湿度85℃或者是60℃或85℃的环境下将-1000V直流电施加在组件输出端和铝框上96小时。
在两种方式测试前，都对组件进行功率、湿漏电测试并EL成像。
老化结束后，再次进行功率、湿漏电测试并EL成像。
将测试前后的结果进行比较，从而得出PID在设定条件下的发生情况。
第一种方式比较多的用于实验机构，而后一种方式比较多的被光伏组件厂采用。
当PID现象发生时，从EL成像可以看到部分电池片发黑。
光伏发电系统中电势诱导衰减效应的原因及预防
电位诱导PID衰减
电位诱导PID衰减电位诱发衰减PID（Potential Induced Degradation）现象是指在高温多湿环境下，高电压流经太阳能电池单元便会导致输出功率下降的现象，是光伏电池所特有的现象。
在过去的几十年里，由于系统偏压而引起组件功率大幅衰减，有的衰减甚至超过50%。
PID与环境因素、组件材料以及逆变器阵列接地方式等有关。
1衰减机理三种衰减模式：1.1模式1光伏组件正向偏压，会导致带正电的载流子穿透玻璃，通过接地边框流向地面，光伏组件表面就会累积负电荷：⑴这些负电荷会与空穴复合，降低组件性能;⑵这些负电荷积聚在组件表面，会吸引正电荷Na+聚集在玻璃表面，导致分层现象。
（光伏组件外表面的玻璃主要成分为二氧化硅和纯碱（主要提供Na2O），在潮湿环境下，EV A水解产生醋酸，与玻璃发生化学反应产生Na+。
）1.2模式2⑴如果通过电池片的电压为负，边框正偏压，则阳极离子流入电池片，造成p-n结衰减（正、负离子复合）；⑵如果通过电池片的电压为正，边框负偏压，则阳极离子流出电池片，聚集在p-n结附近，降低活性。
1.3模式3电解腐蚀，造成光伏组件的等效串联电阻变大。
2造成PID衰减的原因外部原因：高温、潮湿、逆变器阵列接地方式内部原因：系统、组件和电池片2.1系统方面逆变器接地方式和组件在阵列中的位置决定了光伏组件处于正偏压或负偏压。
在实际应用的并网光伏系统中，光伏阵列的MPPT电压、电网电压和逆变器的拓扑结构决定了光伏阵列输出端的对地电压（大小和正负关系），而与逆变器输入端相邻的组件电路通常承受着实际的最大系统电压。
如果阵列中间一块光伏组件和逆变器负极输出端之间的所有组件处于负偏压，则越靠近逆变器负输出端的组件PID现象越明显。
而在中间一块组件和逆变器正极输出端之间的所有组件处于正偏压下，则PID现象不明显。
2.2组件方面封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道，玻璃中的钠离子是决定体电阻的主要因素。
太阳能电池的电势诱导衰减研究进展(综合评述)
(1. Key Laboratory of Solar Thermal Energy and Photovoltaic System, Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences,
Beijing 100190, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
湿度,并且衰减速率还会随着温度和湿度的增加而增大。 Suzuki 等 [23] 研究在高的偏置电压下,盐雾喷雾对
晶体硅太阳能组件的电性能的影响规律,结果表明盐雾喷雾会加速晶体硅太阳能组件的 PID 现象。
在 PID-s 的机理研究方面,前人采用飞行时间二次离子质谱( ToF-SIMS) 、电子束感应电流( EBIC) 测试
人 工 晶 体 学 报
第 52 卷 第 6 期
2023 年 6 月
JOURNAL
OF
SYNTHETIC
CRYSTALS
Vol. 52 No. 6
June,2023
太阳能电池的电势诱导衰减研究进展
徐晓华1,2,3 ,杨金利1,2 ,周春兰1,2 ,周 肃3 ,王文静3
(1. 中国科学院电工研究所,中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室,北京 100190;
2. 中国科学院大学,北京 100049;3. 安徽华晟新能源科技有限公司,宣城 242000)
摘要:在户外长期运行中,不论是晶体硅太阳能电池还是薄膜太阳能电池,都会受到电势诱导衰减( PID) 的影响,从而
导致太阳能电池组件输出功率下降。 尽管前人已经开展了许多研究,但对 PID 现象的理解及解决方案仍旧不完整。
PID效应及解决方案
PID效应及解决方案一、什么是PID?PID (Potential Induced Degradation) Test为电位诱发衰减测试，也称之为System Voltage Durability Test。
PID最早是Sunpower在2005年发现的。
组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池片表面的钝化效果恶化，导致FF、Isc、Voc降低，是组件性能低于设计标准。
在2010年，NREL和Solon证实了无论组件采用何种技术的p型晶硅电池片，组件在负偏压下都有PID的风险。
二、造成PID的原因：1、外部可能的原因：光伏组件在野外环境中的实际情况和大量研究都表明了：在高温、潮湿和由于光伏逆变器阵列接地方式引起的光伏组件严重的腐蚀和衰退。
2、内部可能的原因：①系统方面----逆变器接地方式和组件在阵列中的位置决定了电池片和组件是受到正偏压或者负偏压，实际电站运行情况和研究结果表明：如果阵列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件出于负偏压下，则越靠近福输出端的组件的PID现象越明显。
而在中间一块组件和逆变器正极输出端之间的所有组件出于正偏压下，PID现象不明显。
②组件方面----环境条件如温湿度使电池片和接地边框之间形成漏电流。
封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。
导致产生PID现象③电池方面----电池片由于掺杂不均匀导致方块电阻不均匀；优化电池效率而采取的增加方块电阻会使电池片更容易衰减，导致容易发生PID现象。
三、解决方案：1、系统安装时，可以采用串联组件的负极接地或是在晚间对组件和大地之间施加正电压。
2、对组件而言，由于湿度是PID现象产生的因素之一，所以封装的方式也非常关键。
所以在背板、硅胶方面提出了新的要求，以期降低水气进入组件的程度，降低PID产生的因数；新技术，使用玻璃代替背板（双波组件），是抗PID效应的最佳选择。
光伏电站pid(电势诱导衰减)效应解决方法研究
光伏电站pid(电势诱导衰减)效应解决方法研究近年来，随着太阳能光伏发电技术的快速发展，光伏电站的建设和运营成为了热门话题。
然而，在实际运行中，人们逐渐发现光伏电站存在一个普遍的问题，那就是PID效应，即电势诱导衰减效应。
PID效应的出现会大大降低光伏组件的发电效率，影响光伏电站的长期运行。
对于PID效应的解决方法研究成为了当前光伏领域中的一个热点问题。
让我们来深入了解一下PID效应是什么？PID，即电势诱导衰减（Potential Induced Degradation），是指光伏组件在特定条件下在负载电压作用下，表现出功率下降。
主要原因是在逆变器和接地之间形成了一个电位差，导致了电场的形成，从而引发了PID效应。
在实际应用中，PID效应会导致光伏组件的发电效率下降，严重影响光伏电站的发电量和经济效益。
针对PID效应，目前已经有了一些解决方法和研究成果，下面我们将从多个角度来讨论解决PID效应的方法。
1. 结构优化：对于光伏组件的结构进行优化是解决PID效应的一种重要途径。
采用双玻璃封装的光伏组件能够有效降低PID效应的发生，因为双玻璃封装可以阻止湿气和盐雾等物质的渗透，从而减少PID效应的发生。
通过改变电池片的结构设计，增加玻璃、背板和灌封胶的附着力，也可以有效降低PID效应的发生。
2. 地面电位均衡系统：在光伏电站设计中，地面电位均衡系统的应用可以有效减少PID效应的发生。
地面电位均衡系统可以消除组件电势之间的差异，改善组件间的电场分布，从而减少PID效应的影响。
通过在设计阶段合理设置地面电位均衡系统，可以降低PID效应并提高光伏组件的发电效率。
3. 逆变器优化：逆变器在光伏电站中扮演着重要角色，逆变器的参数设置和优化可以对PID效应产生影响。
通过合理设置逆变器的电压、频率和功率因数等参数，可以减小地面与极间的电压差，从而减少PID效应的发生。
逆变器的绝缘设计和材料选择也可以对PID效应产生影响，应选择耐高温、抗紫外线等特性的材料，以减少PID效应的发生。
光伏组件PID现象的研究和预防
光伏组件PID现象的研究和预防作者：孙凤霞赵华利来源：《电子技术与软件工程》2015年第15期摘要本文简单介绍了PID是潜在的电势诱导的衰减情况，PID的试验方法，通过对PID试验数据分析对比，引导行业有效改善工艺，提升专业工艺质量水平，便于有效预防PID情况的发生，同时利用现有方法和数据为今后试验研究指明方向。
【关键词】PID 电池片组件封装材料测试1 PID是英文potential Induced Degradation的简写，电势诱导衰减1.1 PID现象通常有以下几种衰减模式（1）太阳能电池内p-n结分流：如果通过电池片的电压为负压，边框正偏压，则阳极离子流入电池片，造成p-n结衰减；如果通过电池片的电压为正压，边框为负压，则阳极离子流出电池片，积聚在p-n结附近。
（2）金属电极腐蚀和大量金属离子迁移现象；EL和I-V曲线中发现Si栅格界面腐蚀和栅线腐蚀会导致串联电阻升高。
在焊带附近发现腐蚀和离子向边框处迁移的现象。
（3）钠离子迁移到玻璃/TCO界面，导致TCO分层和电化学腐蚀。
1.2 光伏组件PID的测试方法，各个实验室有不同之处，常用的一种太阳能电池组件PID 的测试方法，其特征包括以下步骤（1）测试并记录被测太阳能电池组件的初始数据。
（2）将被测太阳能电池组件安装在高低温实验环境箱内且二者之间做绝缘处理。
（3）将被测太阳能电池组件正负极短接后与高压加载设备的负极连接，太阳能电池组件的边框与高压加载设备的正极连接。
（4）启动高低温实验环境箱，并调试其输出电压值为600～1000V，同时开启电流监控仪进行漏电监控；双85状态下，实验持续48或96小时。
（5）持续设定时间，关闭高压加载设备及高低温实验环境箱，待被测太阳能电池组件的温度下降至室温后将其取出。
（6）测试并记录被测太阳能电池组件的最终数据；实验结束在4小时之内测EL和功率。
（7）对比被测太阳能电池组件的初始数据与最终数据，并对比试验前后EL图，评价功率衰减。
基于光伏电站中光伏组件的PID现象及其解决措施讨论
基于光伏电站中光伏组件的PID现象及其解决措施讨论摘要：PID效应又称电势诱导衰减，是电池组件的封装材料和其上表面及下表面的材料，电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象。
相关研究和数据表明，PID效应与组件构成、封装材料、所处环境温度、湿度和电压有着紧密的联系。
本文主要对光伏电站中光伏组件的PID现象及其解决措施进行讨论。
关键词：镀膜工艺封装材料接地系统 PID 光伏前言：随着光伏行业的不断发展，光伏电站的应用越来越广泛。
其中，组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。
研究表明，由于高效电池技术的应用，硅片扩散深度、硅片扩散后方块电阻较之前都有明显提升。
加之晶体硅光伏组件的电路与其接地金属边框之间存在较高的电势差，从而造成了光伏组件高达70％的输出功率衰减。
一、光伏电站中光伏组件PID现象的形成机理电池是PID现象发生的根本所在，而其现象则通过组件表现出来。
发生PID问题跟组件使用环境有很重要的关系，其活跃程度与温度、湿度有关，同时组件表面的导电性、酸性、碱性以及带有离子的物体污染程度也与组件功率衰减相关联。
在实际发电现场，PID现象已经被观察到，并有大量的实际案例发生，已经给当前电站的稳定可靠运行带来较大的损失或风险。
到目前为止，业内比较认可的PID衰减机理是：组件电极与边框之间由于存在较高的偏置电压，导致其在合适的条件下，玻璃表面会形成一层导电的正离子膜，该导电的离子膜即形成了模拟电场，在该电场的作用下，玻璃表面的钠离子会通过EVA迁移至电池表面或到达电池发射极的位置，PN结因此被破坏，串联电阻增大，并联电阻减小，组件ＥＬ照射时电池变黑变暗。
此外，德国弗朗霍夫及TUV等研究机构还提出了形成PID的原因是由于玻璃表面钠离子迁移至电池内部，钠离子在电场的作用下迁移至扩散结的位置，由于钠离子的存在使得电池内部载流子与之形成一个内建电场，从而限制了载流子的输出，最终引起组件功率衰减。
光伏组件pid恢复的原理
光伏组件pid恢复的原理光伏组件PID恢复的原理光伏组件PID（Potential Induced Degradation）是指由于电位诱导引起的光伏组件性能下降现象。
PID是光伏组件长期暴露在高温高湿环境中的一种常见问题，其会导致组件的功率输出降低甚至失效，严重影响光伏发电系统的运行效率。
为了解决PID问题，科学家们提出了一种PID恢复的原理。
PID恢复的原理是通过施加反向电压来抵消电位诱导引起的电场效应，从而消除PID现象。
具体来说，PID恢复原理可以分为三个步骤：诊断、修复和预防。
首先是诊断阶段。
为了确定光伏组件是否受到PID影响，需要进行PID诊断测试。
常用的PID诊断方法包括IV曲线测试和电流逆向测试。
IV曲线测试可以通过测量光伏组件的电流-电压特性曲线来判断是否受到PID影响。
电流逆向测试则是在阳光照射的同时施加反向电压，观察组件输出功率的变化。
通过诊断测试，可以准确判断光伏组件是否受到PID影响。
接下来是修复阶段。
一旦诊断确认光伏组件受到PID影响，需要采取相应的修复措施来恢复组件的性能。
常用的修复方法包括热处理和电场修复。
热处理是将受到PID影响的光伏组件加热至一定温度，通过温度变化来恢复组件的性能。
电场修复则是在光伏组件表面施加反向电场，以消除电位诱导引起的电场效应。
这些修复方法可以有效地恢复受到PID影响的光伏组件并提高其功率输出。
最后是预防阶段。
为了避免PID问题的再次发生，需要采取一系列预防措施。
首先是选择具有抗PID性能的光伏组件。
目前市场上有一些特别设计的PID抑制型光伏组件，其在设计上采用了一些特殊材料和工艺，能够有效抵御PID现象。
其次是改进光伏系统的设计和安装。
合理的布局和接地以及使用绝缘材料可以减少PID的发生。
此外，在光伏组件的使用过程中，定期进行清洁和维护也是预防PID的有效手段。
光伏组件PID恢复的原理是通过诊断、修复和预防三个步骤来解决PID问题。
通过准确诊断光伏组件是否受到PID影响，采取相应的修复方法来恢复组件的性能，并在系统设计和运行过程中预防PID 的发生，可以有效提高光伏发电系统的运行效率。
关于光伏组件的PID现象的研究
关于光伏组件的PID现象的研究浅谈光伏组件的PID现象摘要近年来，人们在大规模光伏电站上发现光伏组件存在电势诱导衰减（PID）效应。
本文从造成PID现象原因出发，在电池、组件及系统三个不同阶段阐述PID效应对晶体硅太阳电池组件功率衰减的影响，探讨减轻或消除晶体硅太阳电池组件PID效应的方法。
关键字：光伏；组件；系统；PID现象前言当前，环境污染、能源短缺和可持续发展的需要推动太阳能光伏发电从补充能源转变为替代能源，就世界而言，出于能源安全的考虑，各个国家相继通过立法来促进太阳能等可再生能源的持续发展。
人们在大规模光伏电站上发现光伏组件存在电位诱发衰减（PID）效应，随之关注也越来越多。
PID 已经成为国外买家投诉组件质量的重要因素之一，严重时导致电站输出功率衰减达30%以上，从而影响整个电站的功率输出。
1.1 PID定义PID (Potential Induced Degradation) Test为电位诱发衰减测试，也称之为System Voltage Durability T est。
2005年，美国Sunpower公司的R. Swanson 等人在上海召开的15届PVSEC会议上报道了PID效应，他们发现背极接触N型硅高效率太阳电池制备的光伏组件，在户外运行一段时间后，组件的功率有一定程度的下降，他们在组件上加一个反向高压，组件的功率会很快下降，当把电压极性反过来时，组件的功率又恢复了，他们把这一现象称为电势诱导衰减（PID效应）【1】2.1 造成PID的原因PID效应引起了人们的重视，研究人员发现在不同的安装地，这一现象引起的组件功率衰减程度也不相同。
各个研究机构和光伏厂家为此也进行了大量的实验，但由于这一现象与引起组件功率衰减的其他因素交织在一起，到目前为止，造成PID的真正原因并没有明确的定论，Simon Koch认为胶膜、电池表面对PID现象有一定的影响，并提出：Na+在电压下从玻璃向电池片移动，正离子移动的速度受胶膜、温度、湿度和电压的影响，在发射极Na离子富集，p-n结被中和，从而影响电池的光伏效应【2】。
光伏pid效应
光伏pid效应
光伏PID效应（Photovoltaic Potential-Induced Degradation）是指在光伏电池或光伏模块中由电压潜伏引起的性能退化现象。
这种现象主要出现在太阳能光伏系统中，特别是在高温和高湿度环境下。
当太阳能光伏电池板使用时，会产生一定的电场。
在一些条件下，包括高温、高电压偏置和湿度等，电场会导致电荷迁移和离子迁移，进而引起光伏电池及其连接器件性能的退化。
光伏PID效应对光伏电池板性能的影响主要包括以下几个方面：
功率损失：光伏PID效应可导致光伏电池板的输出功率降低，从而降低光电转换效率。
开路电压降低：PID效应可能导致光伏电池板开路电压的下降，影响整个系统的稳定性和性能。
绝缘性能减弱：PID效应会导致光伏电池板的绝缘性能减弱，增加电流泄漏风险。
降低寿命：PID效应可能引起光伏电池板寿命的缩短，使其在使用寿命内输出功率降低。
为了抑制光伏PID效应，可以采取以下措施：
选择高品质组件：选用具有较好的PID抗性能力的光伏电池板和组件。
降低温度和湿度：通过散热和通风等方式，降低光伏系统的温度和湿度。
正确的接地和绝缘：采取正确的接地和绝缘措施，减少漏电和电流泄漏风险。
PID修复器：使用PID修复器设备，可以通过反向偏置电压恢复电池板的性能。
需要注意的是，光伏PID效应并非所有太阳能光伏系统都会遇到，它主要取决于
系统环境、光伏电池板材料和质量等因素。
定期检查和维护光伏系统可以帮助及时发现和解决潜在的PID问题。
光伏电池的pid电阻
光伏电池的pid电阻光伏电池作为一种转化太阳能为电能的装置，广泛应用于太阳能发电系统中。
然而，由于光伏电池的PID（漂移电导）现象，其电阻会逐渐增大，从而降低系统的效率。
在本文中，我们将探讨光伏电池PID电阻的原因以及可能的解决方法。
一、PID电阻的原因光伏电池PID电阻的产生主要归因于以下几个因素：1. 温度效应：高温环境下，光伏电池的PID电阻会显著增加。
这是由于光伏电池内部的载流子浓度和电场分布受到温度的影响而发生变化。
2. 湿度效应：高湿度环境中，由于电池背面玻璃与载流子之间形成带电层，导致光伏电池的PID电阻增加。
3. 电场效应：由于光伏电池的二极结构，电场的分布会导致相邻电池之间的PID电阻增加。
二、解决光伏电池PID电阻的方法为了解决光伏电池PID电阻带来的效率下降问题，研究人员提出了以下几种可能的解决方法：1. 反偏电压治理：通过在光伏电池正负极施加反偏电压，可以减少光伏电池PID电阻的增加。
这一方法可以通过外部电源来实现，但需要注意控制电压的大小，以避免对光伏电池产生过大的压力。
2. 温度控制：保持光伏电池的温度在合适的范围内，可以有效减少PID电阻的增加。
这可以通过在光伏电池组件中设置冷却系统或者选择适当的安装位置来实现。
3. 湿度调节：降低光伏电池所处环境的湿度，可以减少PID电阻的出现。
这可以通过在周围环境中加入湿度调节装置或者选择适当的安装位置来实现。
4. 优化电池结构：改进光伏电池的结构，如增加屏蔽层、调整电极结构等，可以降低PID电阻的出现。
5. 规范施工过程：光伏电池的PID电阻也与施工过程中的细节相关。
规范的施工操作和维护可以最大程度地减少PID电阻的产生。
三、结论光伏电池PID电阻的存在给太阳能发电系统带来了一定的影响，因此对于PID电阻问题的解决十分重要。
通过实施反偏电压治理、温度控制、湿度调节、优化电池结构以及规范施工过程，可以有效减少光伏电池PID电阻的发生，提高系统的发电效率。
降低PID效应带来的光伏发电损耗方案解析
降低PID效应带来的光伏发电损耗方案解析
如何在电价调低的同时减少电站发电损失提升收益？解决PID问题是提升发电量的关键。
PID效应（PotenTIal Induced DegradaTIon）又称电势诱导衰减，是电池组件的封装材料和其上表面及下表面的材料，电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象。
PID效应最容易
出现在潮湿的环境条件下，且该现象活跃程度与温度、潮湿程度正相关；同时衰减现象与组件表面被导电性、酸性、碱性以及带有离子的物体污染有关。
PID带来的损失
下图是从某实验室提供经过PID实验（196h）测试的组件，EL测试呈现的照片。
显而易见，组件若出现长期PID衰减现象，必然会导致整个电站发电量
损失，甚至不发电。
潜在电势诱导衰减
光伏阵列的正向偏压会导致带正电的载流子穿过玻璃， 通过接地边框流向地面，使得在电池片表面剩下带负电的载 流子，从而导致前表面n+/n层的n+区域出现衰减现象。
少数n+载流子（空穴）在前表面复合导致了电池性能衰减。
2. 半导体结的性能衰减和分流现象：离子迁移会发生在 活性层内，使半导体结的性能衰减并造成分流。
如果阵列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件处于负偏压下， 则越靠近负输出端的组件的PID现象越明显，而在中间一块组件和逆变器 正极输出端之间的所有组件处于正偏压下，PID现象不明显。
PID形成
环境条件如温度，使电池片和接地边 框之间形成漏电流。封装材料、背板、玻 璃和边框之间形成了漏电流通道。
4
消除PID
PID
PID (Potential-induced degradation，潜在电势诱导衰减) 最早是美国著名的光伏制造商Sunpower在2005年发现的。 它发生在Sunpower 公司的所有背极接触高效电池片A-300 上。当在组件上施加一个反向高压时，会发生表面极化现 象。如果在组件上施加相对于地面的正向电压，漏电流会 立即从电池流向地面。电池的表面会随着时间累积负电荷。
漏电流形成
两种不同材料EVA在1000V偏压， RH50%,-20℃到48℃条件下的漏电 流
采用性能好的封装材料是 防止PID发生的途径之一。
三种采用不同EVA材料的电池片PID 测试结果
消除PID
组件方面： 钠钙玻璃中的钠离子是决定体电阻的主要因素，降低漏
电流的发生应采用特殊玻璃二不是钠钙玻璃。 采用高体电阻率的封装材料，同时要考虑光学性能（折
光伏pid效应
光伏pid效应光伏PID(极化感应漂移)效应是对光伏电池在长时间运行中出现的一种性能衰减现象的描述。
PID效应会使光伏电池的输出功率和效率减少，对光伏电站的整体发电效果产生负面影响。
本文将深入探讨光伏PID效应的原因、影响以及一些预防和修复的方法。
光伏PID效应是指光伏电池在正负极之间形成的电场会导致电荷极化差异，从而引起漂移效应。
这种漂移效应会导致电池内的正负离子重新分布，改变电荷密度分布和电位差，进而影响光伏电池的输出电流和电压。
光伏PID效应通常在高湿度和高温环境下更容易发生，其原因主要有以下几个方面：1.静电感应：湿度环境中的静电会导致电荷沉积在电池表面，改变电池内部的电位分布。
2.湿度引起的离子迁移：高湿度环境中，气体中的水分子会进入电池内部，从而引起离子迁移。
这些离子在电场作用下会产生电流，进一步导致光伏电池的性能衰减。
3.渗透效应：高温环境中，湿度的增加会导致电池内部的渗透效应，使得离子更容易穿过电池的电解质层或界面层。
光伏PID效应对光伏电池的性能有较大的影响。
它会导致光伏电池的输出电流和电压降低，功率和效率下降。
实际上，一些实验结果显示，光伏PID效应在恶劣条件下可能导致功率降低高达30%以上。
这将直接影响光伏电站的经济效益和环境效益。
为了解决光伏PID效应带来的问题，一些预防和修复方法已经得到了广泛的研究和应用：1.设计防护措施：在光伏电池的设计中，可以采用一些措施来减少湿度和温度对电池性能的影响。
例如，可以在电池的表面添加防湿和防渗透的涂层，或者采用特殊结构设计来提高电池的耐湿度和耐渗透性能。
2.温度控制：通过控制光伏电站的温度，可以减少湿度对电池性能的影响。
尽量避免光伏电池过热，可以通过散热系统、遮阳等方法来降低电池温度。
3.施加负电压：一些研究表明，施加适当的负电压可以减缓光伏PID效应的发生和发展。
这种方法需要根据具体情况进行调整，以避免过大的电压对光伏电池造成损害。
PID效应及解决方案
PID效应及解决方案一、什么是PID?PID (Potential Induced Degradation) Test为电位诱发衰减测试，也称之为System Voltage Durability Test。
PID最早是Sunpower在2005年发现的。
组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池片表面的钝化效果恶化，导致FF、Isc、Voc降低，是组件性能低于设计标准。
在2010年，NREL 和Solon证实了无论组件采用何种技术的p型晶硅电池片，组件在负偏压下都有 PID的风险。
二、造成PID的原因：1、外部可能的原因：光伏组件在野外环境中的实际情况和大量研究都表明了：在高温、潮湿和由于光伏逆变器阵列接地方式引起的光伏组件严重的腐蚀和衰退。
2、内部可能的原因：①系统方面----逆变器接地方式和组件在阵列中的位置决定了电池片和组件是受到正偏压或者负偏压，实际电站运行情况和研究结果表明：如果阵列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件出于负偏压下，则越靠近福输出端的组件的PID现象越明显。
而在中间一块组件和逆变器正极输出端之间的所有组件出于正偏压下，PID现象不明显。
②组件方面----环境条件如温湿度使电池片和接地边框之间形成漏电流。
封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。
导致产生PID现象③电池方面----电池片由于掺杂不均匀导致方块电阻不均匀；优化电池效率而采取的增加方块电阻会使电池片更容易衰减，导致容易发生PID现象。
三、解决方案：1、系统安装时，可以采用串联组件的负极接地或是在晚间对组件和大地之间施加正电压。
2、对组件而言，由于湿度是PID现象产生的因素之一，所以封装的方式也非常关键。
所以在背板、硅胶方面提出了新的要求，以期降低水气进入组件的程度，降低PID产生的因数；新技术，使用玻璃代替背板（双波组件），是抗PID效应的最佳选择。
光伏组件PID效应
光伏组件PID效应随着光伏行业的不断开展光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到灿烂的陆、沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。
组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。
随着光伏行业的不断开展，光伏电站的应用地从荒无人烟的戈壁大漠到灿烂的陆、沿海城市，应用环境的不同造成了光伏电站的发电效率的差异性。
组件的PID效应作为影响电站发电量的重要因素之一，受到了业界的广泛关注。
那么PID效应的成因和危害是什么？终究什么方案是抑制PID效应最可靠的方法呢？1、PID效应的危害有哪些？PID效应〔Potential Induced Degradation〕又称电势诱导衰减，是电池组件的封装材料和其上外表及下外表的材料，电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移，而造成组件性能衰减的现象。
下表为组件PID效应测试前后的参数及I-V曲线比照0#〔标签值〕，通过比照明显可以看出PID效应对太阳能电池组件的输出功率影响巨大，是光伏电站发电量的“恐惧杀手〞。
功率对照表I-V曲线〔PID效应测试前〕I—V曲线(PID效应测试后)2、为什么会发生PID效应？通过光伏电池组件厂商和研究机构的数据说明，PID效应与组件构成、封装材料、所处环境温度、湿度和电压有着严密的联系。
1〕太阳能电池组件的构成太阳能电池组件由玻璃+EVA+电池片+EVA+TPT+边框构成，各个局部的组成详见下列图。
太阳能电池组件的构成2〕PID效应发生的过程目前对组件发生PID效应的真正原因说法不一，比拟典型的解释如下：〔1〕潮湿、高温的环境容易产生水蒸气，水蒸气通过封边硅胶或背板进入组件部；〔2〕EVA〔乙烯—醋酸乙烯共聚物〕的酯键在遇到水后发生反响，生成可自由移动的醋酸；EVA水解反响方程式〔3〕醋酸和玻璃中的纯碱〔Na2CO3〕反响将Na+析出，在电池部电场作用下移动至电池外表，造成玻璃体电阻降低；Na+的析出及移动过程〔4〕经过美国NERL〔国家能源部可再生能源实验室〕的研究无论采用任何技术的P 型晶硅电池片，组件在负偏压下均有发生电势诱导衰减的风险。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
德国机构证实全球主要厂商中仅4家的太阳能电池未出现电位诱发衰减现象
2012/08/06
【日经BP社报导】总部设在慕尼黑的德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会日前对太阳能电池的「电位诱发衰减（PID）现象」进行了验证。
结果证实，日本厂商中，京瓷及夏普这两家公司的太阳能电池板未出现电位诱发衰减现象。
电位诱发衰减现象是指在高温多湿环境下，高电压流经太阳能电池单元便会导致输出下降的现象，是太阳能电池所特有的现象。
欧洲产业用途太阳能系统大多在比日本高的电压下使用，在设置5年后的系统中相继出现该现象，已经成为一个非常严重的课题。
发生电位诱发衰减现象的具体原理目前尚未查明，但普遍认为其原因在于，玻璃内部的钠离子的移动使得电力变得易于流向玻璃，从而出现这种现象。
弗劳恩霍夫协会的硅光伏发电研究中心以匿名方式向13家欧美及亚洲主要生产商购买了商用太阳能电池模块，实施了高电压负荷试验，即在温度为50摄氏度、相对湿度为50％、电压为1000V的条件下，用铝箔覆盖表面曝晒48小时。
检测结果显示，仅有4家公司的产品输出没有下降，除了京瓷和夏普之外，德国Q-Cells公司也名列其中。
输出下降的9家公司产品的平均下降率为56％，有的产品最大下降90％。
弗劳恩霍夫协会并未直接公布测试结果，而是分别通知了各厂商。
（《日经建筑信息网》）【日经能源环境网】
大日本印刷量产可抑制PID 现象的太阳能电池模块封装材料
2012/08/09
【日经BP 社报道】大日本印刷公司开始量产用于太阳能电
池模块的封装材料、背板及用于背面电极型单元的电路贴
装板。
预计上述部件材料能为该公司2014年度带来200
亿日元销售额。
防止发生PID 现象的封装材料
目前，以欧洲为中心，由于高电压下的绝缘不良导致
电流漏出等，发生太阳能电池输出功率降低的PID
（potential induced degradation ，电位诱发衰减）现象已经成为一个严重的课题。
估计原因之一是，在高电压、高
温和高湿度等严峻条件下，封装材料的水分渗透增加。
大日本印刷此次量产的封装材料“CVF 系列”采用了聚烯烃，与使用“乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA ）”的产品相比，具有约10倍的防水性。
因此，在高温和高湿度条件下，即使施加1000V 电压，输出也几乎不会下降。
而且，由于聚烯烃与EVA 相比，可在更短时间内层压，因此太阳能电池厂商可在提高生产效率的同时，生产不易发生PID 现象的太阳能电池。
而且，如果受到短波长（300nm 左右）紫外线的照射，EVA 会分解、变黄并产生酸性气体，但CVF 系列不易发生这种现象，且对广泛波长区域的光具有出色的透射性。
也可将紫外线区域的波长用于发电，因此有助于提高发电效率。
高度绝缘性背板
由于太阳能电池模块的电压会随着效率的提高而增大，因此要求背板具有高度绝缘性。
大日本印刷此次开发出的背板“NR 系列”，绝缘性提高到以往的数倍。
该背板采用了改性聚苯醚（m-PPE ），具有阻燃性高的特点。
在高温和高湿度条件下进行长期可靠性评测的结果显示，该产品具有以往10倍以上的耐久性。
可简化生产工序的电路板
背面电极型太阳能电池单元通过在单元背面集成集电电极以增加受光面积，可以提高发电效率，但同时也在单元背面形成正负电极，因此模块生产工序变得复杂，这是其存在的课题。
于是，大日本印刷开发出了在薄板上形成电极电路图案的“Bassline Sheet”。
由于在生产太阳能电池模块的层压工序中，只要贴在单元上就可形成电极，因此可简化生产工序。
并且，该产品还支持背面电极单元中的金属缠绕穿孔（metal wrap-through ，MWT ）和交叉背面接触（interdigitated back contact ，IBC ）两种方式。
（《Tech-On ！》记者：赤坂麻实）【日经能源环境网】 “Bassline Sheet”（摄影：大日本印刷）（点击放大）。