1. Definizione e principio

- PID si riferisce al fenomeno di degradazione delle prestazioni del modulo in un Modulo fotovoltaico a causa della presenza di una differenza di potenziale tra la cella e la cornice in un ambiente umido. Quando la differenza di potenziale all'interno del modulo è sufficientemente elevata, provoca la migrazione degli ioni nel materiale di incapsulamento; ad esempio, gli ioni di sodio migrano dalla superficie del vetro al lato semiconduttore di tipo n della cella, alterandone le caratteristiche elettriche, come la riduzione del fattore di riempimento, della tensione a circuito aperto e della corrente di cortocircuito.

2. Fattori influenzanti

- Aspetti della struttura dei componenti

- Il materiale di incapsulamento e la struttura del modulo influiscono sul PID. Ad esempio, il fenomeno PID è più probabile che si verifichi quando si utilizza un telaio in alluminio e la qualità del sigillante è scarsa. Questo perché l'attività elettrochimica della cornice in alluminio è maggiore e la migrazione ionica viene facilmente innescata in presenza di una differenza di potenziale.

Fattori ambientali esterni

- Ambienti con elevata umidità e temperatura elevata aggravano il fenomeno della PID. L'elevata umidità fornisce le condizioni necessarie per la migrazione degli ioni, mentre l'elevata temperatura ne accelera il movimento. In generale, la probabilità e la gravità della PID aumentano in ambienti con umidità relativa superiore all'85% e temperature comprese tra 60 e 80°C. ° C.

Aspetti del sistema elettrico

- Anche il modo in cui il campo fotovoltaico è messo a terra e il modo in cui i moduli fotovoltaici sono collegati in serie e in parallelo sono correlati al PID. Se la messa a terra è scarsa o i poli positivo e negativo non sono distribuiti in modo ragionevole quando i moduli sono collegati in serie, si creerà una grande differenza di potenziale tra i moduli, innescando così il PID.

3. Misure di prevenzione e soluzione

-Livello componente*

- Utilizzare materiali resistenti al PID, come speciali pellicole adesive incapsulanti. Alcune pellicole adesive incapsulanti ad alte prestazioni hanno una bassa conduttività ionica e possono prevenire efficacemente la migrazione ionica.

- Ottimizzare la distribuzione del campo elettrico tra la cella e il telaio durante il processo di progettazione e produzione del modulo per ridurre la generazione di differenza di potenziale.

Livello di sistema

- Una progettazione ragionevole della messa a terra dei pannelli fotovoltaici, come l'uso della messa a terra negativa, può ridurre il potenziale sulla superficie del modulo, riducendo la possibilità che si verifichi un PID.

- Installare dispositivi di riparazione PID in grado di applicare un potenziale inverso al modulo di notte o quando la luce è debole, riportando gli ioni in migrazione nelle loro posizioni originali e ripristinando così le prestazioni del modulo.

II. LID (Degradazione indotta dalla luce)

1. Definizione e principio

- LID si riferisce al fenomeno del graduale declino delle prestazioni dei moduli fotovoltaici in caso di esposizione prolungata alla luce. Per i moduli fotovoltaici in silicio cristallino, è dovuto principalmente alla formazione di complessi boro-ossigeno nei wafer di silicio sotto l'esposizione alla luce, con conseguente aumento del complesso dei portatori minoritari. Nel silicio cristallino di tipo p, il boro è un elemento di drogaggio comune che forma complessi boro-ossigeno in presenza di ossigeno. Questi complessi agiscono come trappole, intrappolando i portatori minoritari e riducendone la durata di vita, il che a sua volta riduce l'efficienza di conversione fotoelettrica della cella.

2. Fattori che influenzano

-Qualità del wafer di silicio

- Il contenuto di impurità e i difetti cristallini nel wafer di silicio influenzano il grado di LID. Un contenuto di boro nel wafer troppo elevato o la presenza di numerosi difetti cristallini, come le dislocazioni, accelererà il verificarsi di LID.

- Intensità e durata della luce

- Una maggiore intensità luminosa e una maggiore durata della luce renderanno il fenomeno LID più evidente. In generale, in condizioni di test standard (STC), la potenza del modulo diminuirà gradualmente con l'accumularsi del tempo di esposizione alla luce.

3. Misure di prevenzione e soluzione

- Processo di fabbricazione dei wafer di silicio

- Ottimizzare il processo di purificazione dei wafer di silicio per ridurre il contenuto di boro e i difetti cristallini. Ad esempio, l'adozione di tecnologie di crescita cristallina più avanzate, come il metodo Siemens modificato, può migliorare la purezza dei wafer di silicio.

- Produzione del modulo e funzionamento del sistema

- Nel processo di produzione dei moduli, è possibile utilizzare alcune tecnologie di pretrattamento, come il trattamento di ricottura luminosa. Pre-irradiando i componenti a una determinata intensità luminosa e in determinate condizioni temporali, è possibile innescare in anticipo la formazione del complesso boro-ossigeno, in modo che raggiunga uno stato relativamente stabile all'inizio del normale utilizzo dei componenti e riduca la successiva perdita di LID.

- Durante il funzionamento del sistema, il sistema di dissipazione del calore del componente è progettato in modo ragionevole, poiché anche le alte temperature esacerbano il fenomeno LID. Una buona dissipazione del calore può consentire ai componenti di mantenere prestazioni migliori in ambienti ad alta temperatura.