光伏組件是太陽能發(fā)電的關(guān)鍵元件,光伏組件功率衰減是指隨著光照時(shí)間的增加,組件輸出功率不斷呈下降趨勢的現(xiàn)象。
組件功率衰減直接關(guān)系到組件的發(fā)電效率。國內(nèi)組件的功率衰減與國外最好的組件相比,仍存在一定差距,因此研究組件功率衰減非常有必要。
組件功率衰減包括組件初始光致衰減、組件材料老化衰減及外界環(huán)境或破壞性因素導(dǎo)致的組件功率衰減。
外界環(huán)境導(dǎo)致功率衰減主要由光伏電站運(yùn)營不當(dāng)造成,可通過加強(qiáng)光伏電站的維護(hù)進(jìn)行改善或避免;破壞性因素導(dǎo)致的組件功率衰減是由于組件明顯的質(zhì)量問題所致,在組件生產(chǎn)和電站安裝過程對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)把控,可減少此類功率衰減的現(xiàn)象。
本文主要研究組件初始光致衰減及材料老化衰減。
1、組件初始光致衰減分析
1.1、組件初始光致衰減原理分析
組件初始光致衰減(LID)是指光伏組件在剛開始使用的幾天其輸出功率發(fā)生大幅下降,之后趨于穩(wěn)定的現(xiàn)象。
普遍認(rèn)為的衰減機(jī)理為硼氧復(fù)合導(dǎo)致,即由p型(摻硼)晶體硅片制作而成的光伏組件經(jīng)過光照,其硅片中的硼、氧產(chǎn)生復(fù)合體,從而降低了其少子壽命。
在光照或注入電流條件下,硅片中摻入的硼、氧越多,則生成復(fù)合體越多,少子壽命越低,組件功率衰減幅度就越大。
1.2、組件初始光致衰減的實(shí)驗(yàn)分析
本研究采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的辦法,在背板、EVA、玻璃和封裝工藝等條件完全一致情況下,采用兩組電池片(一組經(jīng)初始光照,另一組未經(jīng)初始光照),分別將其編號(hào)為I和II。
同時(shí),生產(chǎn)出的所有組件經(jīng)質(zhì)量全檢及電致發(fā)光(EL)檢測,確保質(zhì)量完全正常。實(shí)驗(yàn)過程條件確保完全一致,采用同一臺(tái)太陽能模擬儀測量光伏組件I-V曲線。分別取I和II光伏組件各3組進(jìn)行試驗(yàn),記錄其在STC狀態(tài)下的功率輸出值。
隨后,將I和II光伏組件放置于輻照總量為60kWh/m2(根據(jù)IEC61215的室外暴曬試驗(yàn)要求)的同一地點(diǎn)進(jìn)行暴曬試驗(yàn),分別記錄其功率,結(jié)果見表1。
由表1可知,I組光伏組件整體功率衰減明顯較II組低。因此,可推測光伏組件的初始光致衰減主要取決于電池的初始光致衰減。在光伏組件封裝前對(duì)其電池片進(jìn)行初始光照,則組件功率衰減會(huì)顯著減弱。