基于不同胶膜封装的n型双玻TOPCon光伏组件的可靠性研究

胶膜是光伏组件封装时的关键材料,其性能的优劣将直接影响光伏组件输出功率的大小和使用寿命。采用两种不同的胶膜封装n型TOPCon光伏组件,并通过湿热、热循环、电势诱导衰减(PID)测试,研究两种胶膜封装的光伏组件的电性能和可靠性。实验结果表明：正、背面均采用聚烯烃弹性体(POE)胶膜的光伏组件较正面POE胶膜+背面聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜的光伏组件最大功率高2.2 W,光电转换效率高0.08%;正、背面均采用POE胶膜的光伏组件在经过湿热、PID测试后输出功率衰减也低于正面POE胶膜+背面EVA胶膜的光伏组件。POE胶膜可在一定程度上降低出现PID现象的风险,在很大程度上延长光伏组件的使用寿命,因此越来越多的双玻光伏组件开始使用POE胶膜。     

光伏组件功率衰减影响因素研究进展

文中从光致衰减、封装材料老化衰减、PID电势诱导能衰减三个方面对光伏组件功率衰减的影响因素及其解决措施的研究成果进行梳理和评价,以期为光伏组件功率衰减失效研究提供借鉴和参考。     

透明背板材料的可靠性研究

p-PERC+、n-PERT等结构的高效太阳电池的转换效率持续提升,双面化的结构设计在各类高效太阳电池和光伏组件中得以规模化普及应用。双面发电技术大幅降低了度电成本,可双面发电的光伏组件已经成为行业发展的大趋势。对于双面光伏组件的PID问题,可使用抗PID的增强型POE胶膜封装来解决,背面封装主要是使用玻璃或透明背板材料,但背面封装材料的长期可靠性仍需要进行验证。对比分析了透明PVF薄膜、PVDF薄膜、超耐候氟涂层膜等氟保护层材料的优劣,对耐紫外、耐湿热、UV+DH同步老化等性能进行对比,选择出性能更可靠的原材料及透明背板材料,并提供了高可靠性的透明背板封装解决方案。     

封装胶膜的体积电阻率对光伏组件抗PID性能的影响研究

为分析不同体积电阻率的封装胶膜对光伏组件漏电流及抗PID性能的影响,首先挑选了不同分子结构的封装胶膜,测试其体积电阻率;再分别采用不同类型的封装胶膜封装成光伏组件,通过实验设备模拟户外高温高湿恶劣环境,对比了不同类型封装胶膜封装的光伏组件的漏电流及抗PID性能差异。研究结果表明：在相同实验条件(实验箱中环境温度85℃、相对湿度85%,外接-1000 V直流电源,测试时间96 h)下,采用不同分子结构封装胶膜封装的光伏组件表现出不同的抗PID性能;封装胶膜的体积电阻率越高,水蒸气透过率越低,对应的光伏组件的漏电流绝对值越低,光伏组件的抗PID性能越好;光伏组件应用于高温高湿环境中时应优先选择共聚烯烃(POE)封装胶膜。     

光伏组件异形焊带的结构及可靠性研究

分别对扁平焊带、圆形焊带及三角形焊带的特点及性能进行分析，并对采用“三角形+扁平”焊带的异形焊带结构(即太阳电池正面采用三角形焊带，背面采用扁平焊带)的光伏组件进行设计开发、可靠性测试等方面的探讨。研究结果显示：采用异形焊带的光伏组件可满足电势诱导衰减测试、热斑耐久试验、热循环测试及湿冻测试等严苛测试；采用异形焊带的光伏组件比采用圆形焊带或扁平焊带的光伏组件具有更低的封装损失。     

晶体硅光伏组件抗PID机理研究

从封装材料和电池片两方面对引发晶体硅光伏组件的电位诱发衰减现象的主要因素进行研究,通过实验分析得出引起该现象的关键因素和产生机理。通过优化电池片工艺及优化封装材料两种措施来消除该因素的影响,最终通过改变封装材料和优化电池片表面钝化层的方式分别制备两类具有抗电位诱发衰减性能的晶体硅光伏组件,其在-1000 V、85℃、85%相对湿度条件下大于1000 h的测试后,两类组件功率衰减都小于3%,组件的电位诱发衰减现象得以消除,光伏组件的抗电位诱发衰减性能大幅提升。     

浅析p型PERC双面双玻光伏组件PID现象

通过在"双85"测试条件下对光伏组件分别施加±1500 V电压,分析p型PERC双面双玻光伏组件的PID现象,发现p型PERC双面双玻光伏组件在负偏压下更易发生PID现象,且背面PID现象较严重。     

光伏封装材料对组件性能的影响分析

通过光伏组件不同封装材料和封装方式的常规测试及老化测试对比．讨论了不同材料和不同封装方式对光伏组件性能的影响差异，重点分析了PIB封装密封材料在组件封装中的作用及其对组件的影响。     

光伏组件潜在诱导衰减的研究

光伏组件的潜在诱导衰减(PID)会减少光伏发电系统对外输出的电能,严重情况下会使光伏发电系统瘫痪,几乎无法对外输出电能。在温度为85℃和85%湿度的条件下,对单块光伏组件进行潜在诱导衰减效应的模拟测试,即组件的铝边框和输出端产生1000 V的电势差,每隔6 h测试组件的电致发光(EL)和I-V性能,老化时间持续了48 h。结果表明:该效应会使组件产生漏电,漏电程度随着实验持续的时间而变得严重。运用电容器原理去解释潜在诱导衰减产生的物理机制,前板采用亚克力板去制作新的光伏组件,能使组件的功率衰减控制在5%以内,完全具有抗PID的性能。     

局部阴影条件下光伏组件的输出特性研究

为研究局部阴影对光伏组件输出特性的影响,本文以320 W单晶硅光伏组件为研究对象,利用软件模拟方法研究组件在不同遮挡比例和不同遮挡方式下的输出特性,并通过现场实验对模拟结论进行验证。研究结果表明,光伏组件内任意一块电池片的遮挡均会导致整个组件输出功率衰减,当电池片被遮挡面积大于50%时,组件输出功率降低1/3;组件中处于同一旁路二级管内的电池片被遮挡时,不论被遮挡的电池片数量是多少,均会导致约29%的组件功率衰减;组件被局部阴影纵向贯穿遮挡时的输出功率比横向贯穿遮挡时提高约216 W。     

沙漠环境沙尘覆盖下的光伏组件输出特性研究

采取野外测试与实验室测试相结合的方法,对内蒙古库布齐沙漠环境下的光伏组件输出特性进行研究分析。结果显示:自然沙漠环境下,积尘时间和安装倾角对沙尘覆盖下的光伏组件的输出功率均有较大影响。光伏组件暴露在自然环境下10个多月不做人工清洗,其输出功率损耗率最大可达30%;与此同时,实验室的测试结果表明,随着组件表面积尘密度的增加,组件的转换效率呈对数衰减。     

双面光伏组件背面无遮挡时的发电量研究

针对以常规方式安装双面光伏组件时组件背面存在一定遮挡会影响其发电量这一情况,通过对双面光伏组件分别安装于固定式光伏支架、平单轴跟踪光伏支架时组件背面有、无遮挡,以及背景反射率不同时双面光伏组件的发电量情况进行分析,结果发现,在双面光伏组件背面无遮挡的前提下,当采用平单轴跟踪光伏支架且地面背景为白色时,双面光伏组件的发电...     

SiN_x减反射层对组件抗PID能力影响

利用管式PECVD工艺,通过调整气体流量比,得到减反射性能较佳的双层SiN_x:H膜电池片,再对电池片封装成的光伏组件进行96 h、300 h的PID实验,得出较佳的抗PID工艺。实验结果表明,当折射率2.05时,电池片的抗PID效果较差,当折射率2.16时,抗PID效果显著;即减反射层工艺为达到较高的光电转化效率并同时满足抗PID效果,控制SiN_x膜电池片的折射率为2.16±0.02;即淀积1的较佳流量比NH3/SiH4为4.83,淀积2的较佳流量比NH_3/SiH_4为13.33,在此配比下电池片外观正常,电性能稳定性较好,同时组件抗PID测试300 h后衰减5%。     

1500V光伏系统PID效应解决方案探讨

光伏组件PID效应导致光伏组件出现功率衰减的现象,使光伏电站的发电量下降,收益减少,影响了光伏电站的进一步推广。1500 V光伏系统由于光伏组件的直流电压进一步升高,使其PID效应较1000V系统更为突出。本文从光伏组件PID效应的起因进行分析,对国内外主流的PID效应解决方案的特点进行了分析对比,并在此基础上提出一种适合于1500 V光伏系统的PID效应解决方案。     

一种新型BIPV光伏彩钢板的研究

主要开发了一种主体为薄膜光伏组件/聚氨酯(PU)/彩钢板的"三明治"结构的BIPV建筑材料,利用彩钢板成型结构技术,将薄膜光伏组件和彩钢夹芯板二者有机结合,并利用聚氨酯发泡材料进行粘接,实现了薄膜光伏组件的机械支撑和该类组件之间的有效互连,同时保证了整个BIPV光伏彩钢板的机械性能和热工性能。经过组件电性能测试、绝缘耐压测试及湿漏电测试等可靠性测试,该BIPV光伏彩钢板单位面积输出功率≥65 W,绝缘耐压性好,湿漏电测试(含EVA封装胶膜)电阻51 MΩ,粘结强度≥0.09 MPa,燃烧性能达到B2级,耐火等级为二级,基本满足国家建筑标准的要求。     

单面和双面单晶硅光伏组件的发电性能实证

针对p型PERC单面单晶硅光伏组件和n型双面单晶硅光伏组件,利用光伏组件户外实证测试系统,分析了2016年12月15日～2018年7月20日期间,上海市嘉定区某屋顶的地面采用白板背景时双面和单面组件,以及水泥背景时双面组件的等效发电时长,并对白板背景和水泥背景时双面组件较单面组件的发电量增益情况进行了分析;计算了组件的PR值;分析了阴天和晴天时组件最大输出功率与组件背板温度、太阳辐照度和环境温度的关系;最后对比了单面和双面组件运行13个月后的衰减值。该实证结果为单面和双面组件的户外实证发电性能提供了数据支撑,并对双面组件较单面组件的发电量增益情况进行了有效证明。     

植物布置模式对光伏组件和屋面被动降温及水分蒸发的影响

绿色光伏屋顶是一种光伏组件遮阳与植被绿化相结合的隔热屋顶,为了揭示植物布置模式对光伏组件和屋面降温的影响,提出了2种植物布置模式并建立了2个混凝土屋顶试验小室。分别对光伏组件背面和屋面上表面温度、植物叶片温度和蒸发量进行测试和对比分析。结果表明：1）相对于植物架空布置模式,植物直接实铺在屋面上可有效降低屋面上表温度平均值和波幅值;2）植物与光伏组件背面距离增加时会减弱其对光伏组件的冷却效果,间距为10 cm时冷却效果较为明显;3）植物与光伏组件背面距离变小时,叶片温度会变高,水分蒸发量变多。因此,植物直接实铺模式有利于绿植光伏屋面节水和节能。     

沙尘对光伏组件输出特性影响的风洞实验研究

通过风洞实验测试,研究了不同沙粒质量浓度和风速下风沙对太阳能光伏组件输出特性的影响,绘制不同倾角光伏组件的输出特性曲线,比较积沙前后其发电效率。结果表明:当风速较低时,各倾角组件输出功率积沙前后变化幅度不大,降幅在5%以下;当风速较高时,各倾角组件输出功率积沙前后变化幅度较大,降幅在5%～10%;安装倾角分别为30°和60°时,太阳能光伏组件在纯风沙环境下积沙前后输出功率会有明显的特点。     

晶体硅光伏组件EL测试的缺陷分析

主要利用电致发光(EL)手段对晶体硅光伏组件产生的裂纹、断栅和黑片等隐性缺陷进行分析研究,测试组件的最大功率;将有明显隐性缺陷的组件与无明显隐性缺陷的组件进行对比,分析各性能参数的差异,同时研究缺陷对功率的影响及缺陷产生的原因。另外,为研究黑片对组件的影响,选取组件做PID试验,观察试验后的组件EL图像和功率衰减情况,分析黑片产生原因及其对组件性能产生的影响。     

工程应用中的光伏组件输出功率衰减率评估

本文利用型号为HT I-V 525W的I-V曲线测试仪对实际工程应用中光伏组件的电性能数据进行了实地测试,通过该测试仪将测试数据折算为标准测试条件(STC)下的最大输出功率,然后统计STC下光伏组件的最大输出功率并计算其输出功率衰减率,以评估光伏组件在工程应用中的输出功率衰减率情况.该研究可为光伏组件的清洗周期提供依据...