晶硅PID组件弱光性

                                        晶硅PID组件弱光性

光伏系统中组件的PID现象引起了整个光伏行业内各企业、研究单位和相关测试机构的广泛关注，目前关于PID的形成机理、测试方法和条件等国内外均展开了大量的研究和实验，影响PID衰减的影响因素比较复杂，一般需要从环境、组件封装材料和系统三方面综合分析，高温高湿的环境因素，玻璃表面的导电性、组件内部材料的绝缘性能等均会影响PID发生的速率[1,2]。在系统层面而言，目前接地系统一般采取两种形式，第一种是功能性接地（Function grounded PV system），即光伏组件边框、组串正极或负极接地，如薄膜组件目前都需要采用正极接地，以防TCO腐蚀。另一种为保护性接地（Ungrounded PV system），即光伏组件的边框接地，而组件阵列的正极或负极均不接地[3,4]，这种是目前普遍采用的方式，但晶硅组件负极（如P型电池组件）和接地边框将存在一定的负偏压，组件负偏压的大小跟处在组串中的位置有关，且越靠近组串负极的组件负偏压越高，而且在潮湿的环境中，玻璃面的导电性增加，容易诱导发生PID现象[5]。

　　在实际电站中若发生了PID，对于业主和组件供应商，都需要通过快速有效的方法排查PID组件，文献中介绍的有使用手持EL测试、户外IV测试、Dark -IV测试、红外热像仪、开路电压测试等等方法[6]，在这几种方法中，开路电压测试法由于其操作简便、省时等特点较为常用，但此种方法并不适用与全天任何时间测试，需要寻找一个合适的时间点或辐照值作为参考进行操作。

　　本文基于晶硅组件的弱光效应为出发点，结合PID组件的基本特点，通过对不同PID程度的组件和正常组件作为实验对象，放置户外弱光下对其进行开路电压测试，得到了不同PID程度组件和正常组件的弱光性能的测试数据，得到了些初步的结论，为在户外对PID组件进行快速查找提供参考。

一、弱光效应的分析

　　众所周知，在国内大部分地区，户外实际的太阳光辐射强度很难达到STC测试要求下的1000W/m2，因此组件在户外下的实际输出性能的表现和影响因素的分析显得尤为重要，相关文献理论模拟和测试机构的实际测试结果均表明：组件的并联电阻对弱光效应的影响很大。如全球知名光伏机构Photon Lab曾对来自超过100家制造商的170多个组件产品进行实地测试，其组件弱光性能可在发行的Photon杂志上查阅[7]。一般并联电阻越低，其弱光效应越差，Voc下降也就越明显，而并联电阻直接影响的是填充因子，因此组件的功率也将随之越低，但在标准测试条件下（STC），Rsh的高低对其电性能相对于弱光下影响较小[8,9,10]。

　　在标准光强下并联电阻对太阳能电池的影响如图1所示，该图采用数据来源于新南威尔士大学晶硅太阳电池[11]，并以1cm2的面积为标准来讨论，从图可知当并联电阻在100Ω以下，对开路电压的影响较大。图2为不同Rsh值的电池片在弱光下对组件效率的影响[10]，也从侧面反映组件Rsh对弱光效应的影响。