抗PID高性能太阳能电池技术综述-刘东-国家知识产权局.pdf

2017年 2月上 抗 PID 高性能太阳能电池技术综述 刘 东 （ 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心， 江苏 苏州 215000 ） 【 摘 要 】 本文主要针对太阳能电池的抗PID 性能这一技术主题， 利 用 S 系 统 中 的 CNABS 、 CNTXT 、 VEN 、 JPABS 等数据 库的检索结果为分析样 本， 从专利文献的视角对抗PID 太阳能电池技术的发展 进行了全面的统计分析， 总结了与抗PID 太阳能电池相关的国内外专利的申请 趋势、 申 请人分布以及技术发展分支。 【 关键词 】 太阳能电池； PID ； 专利文献 【 中图分类号 】 V442 【 文献标识码 】 A 【 文章编号 】 1006-4222 （2017 ） 03-0286-01 1 引 言 PID （ Potential Induced Degradation ， 电势诱导衰减 ） 现象是 指太阳能电池组件在工作过程中 ， 特别是在高温潮湿的环境 下 ， 太阳能电池组件中的电路与其接地金属边框之间的高强 度负电压流经太阳能电池单元 ， 出现的太阳能电池组件功率 衰减 、 性能降低的现象 ， 这是太阳能电池组件特有的现象 。 本 文主要以 CNABS 、 CNTXT 、 VEN 、 JPABS 等专利数据库的检索 结果为分析基础 ， 从专利文献的视角对抗 PID 太阳能电池的 发展进行了全面的统计分析 ， 总结了与抗 PID 太阳能电池相 关的国内外专利的申请趋势 、 申请人分布以及技术发展分支 ， 并从中得到一定的规律 。 2 抗PID 太阳能电池专利申请整体状况 通过分析 2005～2014年期间有关抗 PID 太阳能电池的全 球专利申请量分布情况 ， 其大致可分为萌芽及缓慢增长期 （ 2005～2011年期间 ） 以及快速增长期 （ 2012～2014年期间 ）， 在 萌芽及缓慢增长初期 （ 2005～2011年期间 ） 的专利申请都是国 外的申请人提出的 ， 中国国内申请人首次提出专利申请则是 在 2011年 ，其表明在萌芽及缓慢增长期中国对于抗 PID 太阳 能电池的发展落后于其他国家 ， 而在 2012年以后 ， 中国有关 抗 PID 太阳能电池的专利申请趋势总体呈现急剧上升趋势 ， 这表明该时期中国在抗 PID 太阳能电池技术关注较高且发展 迅速 。 3 抗PID 太阳能电池技术发展分支 为了对太阳能电池的抗 PID 性能进行分析 ， 通过 S 系统 的中 、外专利数据库中关于抗 PID 太阳能电池的专利数据 ， 从 中得到相关的抗 PID 太阳能电池的技术发展分支 ， 主要包括 以下三个方面 （ 1） 钝化减反膜的折射率和致密性 2009年 ， 美国的卡利 太阳能有限公司提出了一种具有富氧界面的抗极化太阳能电 池 ， 其主要公开了太阳能电池表面的钝化减反射膜中具有富 氧界面 SiOxNy 层 ， 其具有抗极化作用 ； 2010年 ， 德国的 Q- 电 池欧洲公司提出通过调节钝化减反膜的折射率以避免太阳能 电池发生 PID 现象 ； 2013年 ， 常州天合光能有限公司提出了 在钝化减反膜中引入导电非晶硅层 ， 其有效防止电荷堆积而 引起的 PID 效应 ； 2014年 ， 中节能太阳能科技股份有限公司 提出了设 置 硅氧 键 合 物 Si-O 薄 层 ， 其减 少 了电池 片 表面 复 合 中 心 ， 延 缓了 PID 效应的发生 。 （ 2） 封装材料 的体积电 阻 率 2010年 ， 日 本的三 井 化 学株 式会社 提出了一种具有高的体积电 阻 的 乙烯 -α -烯烃共聚物 ， 其可以 抑制 PID 现象 ； 2012年 ， 韩 国的 东丽尖端素材株式会 社 提出了具有光 稳 定 剂 的 乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物 和具有金 属 离子捕捉剂 的 乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物 ； 2014年 ， 中天光 伏 材料 有限公司提出了一种 荧 光 含氟聚 合 物薄 膜 ， 提高了光 伏 组件的 输 出功率和组件的抗 紫 外 老 化性能 ， 避免了 传 统光 伏 玻璃 表面 钠离子迁移所 引起的 PID 现象 。 （ 3） 光 伏 系统的 连 接方 式 2005年 ， 美国的 Sunpower 公司 提出了在电池表面 或 钝化层和电池之间具有一层 带孔 的 二 氧 化硅层 ， 形成 一个导电通路 来 防止有 害 的太阳能电池极化 ； 2011年 ， 中国 台湾 的太极能 源 科技股份有限公司提出了在太 阳能组件中设 置 接地电路以 消除 PID 效应 ； 2012年 ， 常州天 合光能有限公司提出了利用 水槽浸泡法恢复 晶体硅极化组 件 ， 通过增 加 组件 整 体导电性能并 形成均匀 等势体 ， 加 快极化 组件的 恢复 ； 2014年 ， 中利 腾晖 光 伏 科技有限公司提出了在 光 伏 组件中设 置加热装置 和 加 压 装置 ， 通过对光 伏 组件进行 加 压 、 加热干燥处理 ， 有效 恢复 光 伏 组件 因 PID 现象 产 生衰减 的功率 。 此 外 ， 还 包括其他较分 散 的 改 进方 式 ， 如 提出了在框 架 和 玻璃板 上 覆盖疏水 膜 、 设 置塑料材质 的支 架 、 电池 片受 光面设 置绝缘 层 、 优 化 半 导体层的设 置位置 、 设 置二 氧化 锆 抗 PID 层 等方 式抑制 太阳能电池的 PID 现象 。 4 结 语 基于上 述 分析可 知 ， 太阳能电池的抗 PID 特性的技术 研 究 较为 新颖 ， 2005～2011年期间 ， 有关抗 PID 太阳能电池技术 研究处 于萌芽及缓慢增长期 ， 相关的专利申请中国外的申请 人 占 据主导地 位 ， 而在 2012～2014年期间 ， 相关 研究处 于快速 增长期 ， 由 于国内太阳能电池 市场需求 增大且国内的申请人 高度 重 视太阳能电池相关技术的发展 ， 相关专利申请中国内 的申请人 逐渐占 据了主导地 位 。 此 外 ， 通过上 述 对该方 向 技术 发展分支的 研究 ， 有 助 于了 解 抗 PID 太阳能电池的发展 历 程 以及 未来 的发展方 向 。 收稿日期 2017-1-13 论述 286