抗PID工艺对多晶电池片表面质量的影响

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 抗 PID 工艺对多晶电池片表面质量的影响作者：刘东林 周水生 沈方涛来源：《科技创新与应用》 2014 年第 35 期摘 要： PID 现象和电池片表面的减反射膜的折射率有关，提高反射层的折射率可以有效地降低 PID 现象的发生。文章研究的主要内容是在不提高生产成本并且基本不降低效率的情况下，通过调整沉积时间与气体流量，来提升电池片的折射率至 2.13，以达到抗 PID 目的。关键词：电位诱发衰减、极性化（ PID 效应）；减反射膜；折射率；多晶电池1 概述晶体硅太阳能电池在使用过程中不排放和发射任何有害物质；没有运动部件、无噪声、重量轻、体积小、具有模块化特征，可分散就地设置，建设周期短，工作寿命长 20-25 年，维护简便，运行可靠等优点，是一种十分理想的可再生洁净能源。在实际应用中由于单个晶体硅太阳能组件输出电压和功率偏低，不能满足生活或者生产需要，所以需要将多个组件串接。在长期高电压作用下，组件中玻璃和封装材料之间存在漏电现象，使得大量电荷和 Na+离子富集在电池片表面，造成先是表面钝化减反射膜失效，然后 PN结失效，最终使得组件性能持续衰减。造成此类衰减的机理是多方面的，例如在上述高电压的作用下，组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的离子迁移现象；电池中出现的热载流子现象；电荷的再分配削减了电池的活性层；相关的电路被腐蚀等等。这些引起衰减的机理被称之为电位诱发衰减、极性化（ Potential Induced Degradation 即 PID 效应）[1] 。近年来 PID 已经成为国外买家投诉国内组件质量的重要因素之一，严重时候它可以引起一块组件功率衰减 50%以上，从而影响整个电站的功率输出，因此组件的 PID 现象越来越受到光伏行业的重视 [2] 。一些电站实际使用表明，光伏发电系统的系统电压似乎存在对晶体硅电池组件有持续的PID 效应，基于丝网印刷的晶体硅电池通过封装材料对组件边框形成的回路所导致的漏电流，被确认为是引发该效应的主要原因。目前为了有效降低 PID Loss 值，主要从电池、组件、系统三个方面来实现。从组件端来看，主要方法是使用特殊玻璃而非普通钠钙玻璃和高电阻率的封装材料做成，但这使得组件的成本大大提高；从系统端来看，主要方法是组件边框接地、逆变器直流段负极接地等，但这些方法只能缓慢 PID 衰减的速度；从电池端来看，改变电池片钝化减反射膜层的工艺是主要研究方向之一。改变电池减反射层的折射率会降低电池片的发电效率，在不提高生产成本并且基本不降低效率的情况下，达到抗 PID 目的是文章研究的主要内容。