科技引领创新 智慧改变矿山
PI Berlin气候室。LeTID降解只能在高温下进行测试。
尽管最初的退化再次成为了激烈讨论的主题,但从本质上讲,这并不是什么新鲜事物。通常,光致降解(LID)可使模块效率降低1-3%。这直接从模块的铭牌值中减去,并在计算收益预测时被专家和银行考虑在内。因此,LID的测量长期以来一直是我们项目级光伏面板测试的关键组成部分。下图中蓝色框指示的带有测量值的模块演示了这种典型的LID行为。
但是,由于PERC模块受到光和高温诱导的降解(LeTID)的影响,因此该问题正面临着新的紧迫性,自2012年以来就已广为人知,并且在PERC模块中比以前的技术中的LID更明显。更高的温度和更强的光照水平可以极大地加速实验室中的此过程,因此得名。因此,降解速度取决于位置。该图通过比较寒冷的德国的测量值和温暖的塞浦路斯的加速降解情况,对LeTID敏感模块进行了说明。LID和LeTID可以通过三个特征来区分:
降级的程度:易受LeTID影响的模块(4-10%)和LID比仅受LID影响的模块(1-3%)大。LeTID发生的速度比LID慢一个数量级:LeTID在实验室中以75摄氏度和最大功率点(MPP)大约需要1,000个小时才能达到完全降解的程度。相比之下,由于LID而导致的性能下降会在几天后达到最大。田间条件相似,但取决于气候。最高LeTID在德国10年后在塞浦路斯4年后发生,那里的平均组件温度高25摄氏度,辐射也相应更大。另一方面,在两个位置的田野中,几天后的LID达到最大值。幸运的是,可以在实验室中更快地测量LeTID。通过将模块温度每10度的温度阶跃至少增加2倍并增加电荷载流子注入,可以加快效果。后者可以通过从最大工作点的操作切换到无负载的“ VOC模式”来实现,在该模式下,模块的终端形成开路。这样可使LeTID加速约10倍。具有相同参数的LeTID再生:p上的EL图像。与LID相比,图66说明了LeTID降解如何在达到完全降解的点后重新产生,甚至不改变任何外部参数。通过增加温度并切换到无负载运行,并注入更多的电荷载流子,也可以加快该周期。再生有帮助吗?
由于模块一旦达到最大退化点时也会在现场重新生成,因此很容易认为LeTID问题被夸大了。但是即使在塞浦路斯这样的气候中,再生也要花费八年的时间,而在德国,再生要花长达20年的时间。
因此,在调试之前应加快对LeTID敏感模块的再生。这在现场是可行的,但到目前为止,仅在空载模式下的空载,隔热,单个模块上得到了证明。电荷载流子注入和组件温度的增加导致德国的再生时间缩短至六个月。在塞浦路斯这样较温暖的地区,这种方法在短短两个月内就能成功。但这不是一个非常用户友好的选项。在单元或模块级别的稳定性更好。工厂安装人员必须按合同同意,然后进行随机抽查,以确保已安装的模块确实稳定。
尽管尚未完全了解LeTID背后的物理机制,但事实是可以通过调整细胞生产过程来生产LeTID稳定的细胞。达到此目的的最佳方法是,在细胞分选之前,在足够高的温度下于辐射下运行LeTID循环,作为最终生产或调节步骤。此过程最初是为LID开发的。该过程几乎不会导致效率损失,并且可以通过用于电池制造商的可商购的生产机器来执行。另一个优点是,它还消除了LID降级。这种子过程的存在和有效性可以在工厂检查的范围内快速有效地验证。模块制造商的另一种可能性是通过在层压机中施加电流来进行降解再生循环。但是,此过程受专利保护。
安装前的再生也很重要,因为大型的数兆瓦发电厂通常会在几年后转售给二级市场。在最坏的情况下,销售将恰好在LeTID降级达到最大的时候进行。
如果电池在生产过程中尚未再生,处理退化的实际方法可能是通过LeTID退化的程度来校正模块输出的铭牌值,就像对LID所做的那样。或者,代替在产量模拟中输入固定的初始降解,可以输入由LeTID增加的年降解率。在第64页的图表示例中,这意味着在四年内每年减去1.75%,直到达到-7%,再加上每年-0.5%的标准值,这说明了封装和焊接材料的老化。总体而言,在上述示例中,塞浦路斯每年的费用为-2.3%,德国每年的费用为-1.2%。但是,即使采用这种解决方案,EPC和投资者也必须首先知道相应模块中的影响程度。无论如何,测试都是重要的。
LeTID测试
为了说明目前被广泛使用的模块受到LID和LeTID保护的程度如何,我们在公开市场上分别购买了10种PERC模块类型中的6种,其中两种是多晶的。
我们在测试条件下检查了这些:为了加速LeTID,我们将它们在气候箱中暴露在75°C的黑暗中,在黑暗中在正向电流下在标准测试条件下达到最佳性能。目前,在第二版IEC 61215-2的草案中也提出了这种加速测试的建议:根据MQT 23.1的LeTID检测,要求重复测试162小时直至稳定。如果功率降低小于额定容量的百分之一,则认为模块已稳定。在进行此类测试时,必须注意细节。通过增加安培数,注入更多的电荷载流子,并提高了降解速率。但要注意:过多的安培数可能导致降解和再生循环无法通过。在专家圈中,人们经常听到单晶组件比多晶组件更不容易受到LeTID的影响。有时据报道LeTID降解超过7%,主要是在多个PERC模块中[Kersten 2015]。但是到目前为止,我们还没有观察到任何明显的差异。实际上,我们经常发现相反的情况是正确的,并且其中一个多PERC模块进行的LeTID很少。
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