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解密N型TOPCon组件优异的抗PID性能

随着光伏手艺的一直前进,从P型硅片电池手艺转向N型硅片电池手艺已成为行业趋势。然而,新手艺的切换是否会对光伏组件的PID效应爆发影响?本文将从PID效应的爆发气理、N型电池组件受PID影响和对应系统的解决计划的转变三个方面举行探讨。 PID效应的爆发气理 PID(Potential Induced Degradation)即电势诱导衰减,是光伏组件中一种常见的失效征象。在现实光伏电站中,光伏组件通过串联提升组串系统电压,以降低电能传输本钱和输电消耗。这导致组件内电路与古板金属边框之间保存高电势差,进而引发PID效应。 由于从规范的角度,古板铝合金边框组件需要清静接地,因此组件边框对地电势理想情形下为零电势,而组串负极端则为负偏压,且越靠近负极端,组件内电池对地负偏压绝对值越大,这就造成了组件内部电池与外部边框间保存由外指向内的电场。 正是在这种电场力的作用下,正电荷离子从电池/组件外貌向电池内部PN结偏向移动扩散,并且会在高温、高湿情形下加剧这种传输移动,导致组件功率衰减。现在业界对PID效应的微观诠释机理可基本确定为以下三种: l)PID-Shunt(简称PID-s):泄电阳离子流入电池片,形成内部导电通道,降低并联电阻; 2)PID-Polarization(简称PID-p):界面极化效应,导致电池片外貌场钝化效果退化; 3)PID-Corrosion(简称PID-c):电池的膜层界面在外电场下爆发侵蚀。 从尊龙凯时内部研究和参考文献综合来看,现在双面PERC电池组件PID-s/PID-p/PID-c都已有发明,而TOPCon的PID失效影响则主要泉源于极化型PID-p,PID-s和PID-c在TOPCon组件上还暂未发明。 N型电池受PID效应影响的转变 要回覆N型电池PID效应是否保存转变?可以从P型电池和N型电池的结构和现实户外应用团结来剖析看一下。 以现在主流的N型TOPCon电池工艺来看,相比PERC电池,主要转变点为: 1) 电池钝化工艺改变,局部背钝化变为超薄SiO2层和n+掺杂多晶硅层带来的界面和场钝化; 2) 电池片发射极区和基区结构正好相反,电池正面电极变为正极(P型发射极)。 参考本文第一部分,现在TOPCon的PID失效机理主要是PID-p,以是团结第一部分PID-p的失效机理来看,主要是由于正电荷离子在由外指向内的电场力作用下,群集在AlOx钝化层,导致外貌钝化效果退化。而在电站现实投运历程中,N型组件和P型组件一样,仍然会在组串负极端遭受负偏压,由于组件仍然需要接地。因此,N型组件PID-p型衰减主要影响在于组件的正面。(PERC电池的AlOx层位于电池背面,TOPCon电池AlOx层位于电池正面)。 综上,我们可以得出,相比PERC电池,N型TOPCon电池的PID-p爆发气理现实并未爆发转变,只是主要影响位置爆发了转变。 尊龙凯时全系列182/182Plus/210 N型TOPCon组件,通过接纳优异钝化效果的自产电池和高体积电阻率封装胶膜,使得组件PID测试效果与PERC电池组件坚持统一水平: 综上所述: 原本P型组件使用的PID修复、PID防护系统解决计划,仍然适用于最新型的N型TOPCon组件,例如逆变器直流侧负极接地、交流侧虚拟接地;夜间施加反向电压等。 尊龙凯时依托自身业内首家CNAS企业级光伏实验室,深度加入PID相关标准的制订,以期实现测试与现实户外使用的只管一致性。例如针对PID-p光照恢复征象,我们发明在现实电站应用中,由于AlOx层由PERC电池的背面变换到TOPCon电池的正面,更容易受到光照的影响,因此N型TOPCon组件的抗PID-p衰减在现实运行中会更优(从现实的测试和IEC 61215-2021标准规范中都发明了该征象,虽然厂家电池片质量、封装工艺的水平也起到了主要作用)。 光伏知识小Tips: 为什么TOPCon组件的抗PID-p衰减在现实运行中会更优? 尊龙凯时手艺职员基于现实内部测试,发明了TOPCon组件在受到光照后PID衰减获得了快速恢复,这也验证了相关文献中的报道,从理论上现在研究职员诠释如下:当受到光照(特殊是紫外光)时,电池减反射SiNx层的电导率增添,导致SiNx & AlOx之间的电压差减小,有利于正电荷Na+离子的耗散;同时高能光子还可以引发爆发移动载流子,载流子中和减反射/钝化层中累积的电荷,从而有用降低 PID-p。 因此,TOPCon组件现实户外运行中抗PID-p 会更有优势,另外TOPCon电池正面氧化工艺所形成的氧化硅/氮化硅减反射钝化层,也起到了很好的对抗电荷积累的作用。这也为后续组件越发精准的户外PID衰减展望和进一步优化组件封装工艺提供了参考。
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