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太阳能电池板的光致衰减现象与应对措施

来源:浙江格亚电气有限公司    发布时间:2025-09-22 20:45:00
太阳能电池板的光致衰减现象主要表现为输出功率在光照初期显著下降,随后趋于稳定,长期使用中还会因材料老化出现缓慢衰减。这种现象主要由硅片内部缺陷和封装材料性能退化引发,可通过材料优化、工艺改进及运维管理进行有效控制。以下是具体现象与应对措施:

### **一、光致衰减现象**

1. **初始光致衰减**
- **现象**:光伏组件在首次使用的几天内,输出功率出现较大幅度下降(通常5%-10%),随后趋于稳定。
- **原因**:P型(掺硼)晶体硅片中的硼氧复合体在光照或电流注入下形成,导致少子寿命降低,进而影响光电转换效率。
- **影响**:标称功率与实际功率不符,若同一组件内电池片衰减不一致,可能引发组件曲线异常和热斑现象,加速组件失效。

2. **老化衰减**
- **现象**:长期使用中,组件功率以极缓慢速度下降(年衰减率约0.5%-1%)。
- **原因**:电池片性能退化(如导电浆料、电极老化)及封装材料性能退化(如EVA黄变、背板开裂)。
- **影响**:透光率下降,发电效率降低,缩短组件寿命。

### **二、应对措施**

#### **(一)材料与工艺优化**

1. **改善硅单晶质量**
- **控制氧含量**:通过磁控直拉硅单晶工艺(MCZ)或区熔单晶硅工艺(FZ)降低氧含量,减少硼氧复合体形成。
- **掺杂剂替代**:用镓(Ga)代替硼(B)作为P型掺杂剂,或使用掺磷的N型硅片,避免硼氧复合体导致的衰减。
- **拉棒工艺改进**:优化直拉单晶工艺,降低晶体硅中氧含量和位错缺陷密度,提高电阻率均匀性。

2. **预光照处理**
- **电池片预衰减**:在组件制造前对电池片进行光照处理,使初始光致衰减提前发生,将组件输出功率波动控制在测量误差范围内。

3. **封装材料升级**
- **耐候性材料**:选用耐紫外线、防潮的EVA薄膜或POE等新型封装材料,延缓材料老化。
- **双玻结构**:采用抗PID(电位诱发衰减)的双玻组件,降低边框腐蚀风险。

#### **(二)运维管理**

1. **定期检测与维护**
- **EL检测**:每年至少一次全面电致发光检测,发现隐裂、断栅等隐患。
- **IV曲线测试**:对比组件当前功率与初始功率,计算实际衰减率,判断是否超标。
- **红外热像仪扫描**:日常巡检中检测组件表面温度异常,排查热斑诱因(如遮挡、积尘)。

2. **科学清洁**
- **频率规划**:城市地区每季度至少1次,荒漠/多尘地区每月至少1次,风沙季节增加频次。
- **清洁方法**:使用软毛刷或高压水枪(压力≤5MPa),避免硬质工具划伤玻璃;清晨或傍晚清洁,防止温度骤降产生应力。

3. **差异化防护策略**
- **高温地区**:组件间距预留5-10cm,支架倾角按纬度优化,确保空气流通;抬高地面电站支架,增加底部通风空间。
- **沙漠/多风沙地区**:选用≥3.2mm超白钢化玻璃+耐磨增透膜,清洁时先高压水冲掉浮沙,再细致清洁。

4. **机械防护**
- **规范安装**:螺丝紧固按标准扭矩(如M8螺丝控制在25-30N·m),避免边框变形。
- **极端天气后检查**:确认组件无位移、变形,支架紧固可靠;及时处理隐裂,严重隐裂需立即更换。

#### **(三)先进技术应用**

1. **PERC技术**:通过背面钝化层减少载流子复合,高质量PERC组件年度功率衰减可低于0.5%。
2. **HJT技术**:采用非晶硅薄膜进行前后表面全背接触钝化,钝化效果出色,长期稳定性较好。
3. **TOPCon电池**:通过隧穿氧化层和掺杂多晶硅层实现高效钝化接触,提高效率并降低衰减特性。

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