Insert picture here 10 x 17 cm TÜ V SÜ D China System voltage durability test 系统电压耐受测试 TÜ V SÜ D China Agenda Page 2 什么是什么是PID? 1 造成造成PID的原因的原因 2 实验研究数据实验研究数据 3 标准解读标准解读 4 TÜ V SÜ D China 什么是PID? Page 3 PID (Potential Induced Degradation) Test为电位诱发衰减测 试，也称之为System Voltage Durability Test PID最早是Sunpower在2005年发现的组件长期在高电压作 用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池 片表面，使得电池片表面的钝化效果恶化，导致FF、Isc、Voc降 低，是组件性能低于设计标准在2010年，NREL和Solon证实了 无论组件采用何种技术的p型晶硅电池片，组件在负偏压下都有 PID的风险 TÜ V SÜ D China 什么是PID? Page 4 IEC 62804 Ed. 1.0 Stage: PNW Document: 82/685/NP Date: 2011-12 Stage: ANW Document: 82/725/RVN Date: 2012-06 Next stage: 1CD Decision Date: 2012-10 System voltage durability test for crystalline silicon modules – design qualification and type approval 晶体硅组件系统电压耐受测试-设计鉴定 与定型 此测试通过模拟条件来验证光伏组件在光 伏发电系统实际应用过程中的抗PID性能， 成为反映组件品质和性能可靠性的重要测 试项目之一。
TÜ V SÜ D China 什么是PID? Page 5 These modules in a array had been used about three years, but there have very big degradation on Pmax. 阵列的这些组件使用大约3年时功率大幅下降 Some EL Pictures of Customer Complaints Modules (185W / 72pcs / 125 mono cells ) Pmax 168.911 W Pmax 156.459 W Pmax 101.269 W Pmax 78.001 W Pmax 43.360 W TÜ V SÜ D China PID的三种衰减模式-1 Page 6 1. 半导体活性区受到影响，导致分层现象： 活性层内离子的迁移，导致电荷聚集或者带电离子穿过半导体材 料表面电荷，影响半导体材料表面的活性区严重情况下，离子 的聚集，例如钠离子在玻璃表面的聚集，将导致分层现象 BP Solar, a-Si modules, - 600V bias, 12 models in the field 钠离子迁移到玻璃/TCO界面，导致TCO分层和电化学腐蚀 TÜ V SÜ D China PID的三种衰减模式-1 Page 7 N-type Multi c-Si: Sunpower in 2005 光伏阵列的正向偏压会导致带正电的载流子穿过玻璃，通过接地 边框流向地面，使得在电池片表面剩下带负电的载流子，从而导致前 表面n+/n层的n+区域出现衰减现象。
少数少数n+载流子（空穴）在前表面复合导致了电池性能的衰减载流子（空穴）在前表面复合导致了电池性能的衰减 TÜ V SÜ D China PID的三种衰减模式-2 Page 8 2. 半导体结的性能衰减和分流现象： 离子迁移会发生在活性层内，是半导体结的性能衰减并造成分流 施加正负偏压时，薄膜器件在活性区内的离子迁移都很活跃 如果通过电池片的电压为负压，边框正偏压，则阳极离子流入电池片，造成如果通过电池片的电压为负压，边框正偏压，则阳极离子流入电池片，造成p-n结衰减；结衰减； 如果通过电池片的电压为正压，边框负偏压，则阳极离子流出电池片，聚集在如果通过电池片的电压为正压，边框负偏压，则阳极离子流出电池片，聚集在p-n结附近 TÜ V SÜ D China PID的三种衰减模式-3 Page 9 3. 电离腐蚀和大量金属离子的迁移现象： 通常封装过程中的湿气会造成电解腐蚀和金属导电离子的迁移 Si栅格界面腐蚀和栅线腐蚀会导致串联电阻升高 在焊带附近发现腐蚀和离子向边框处迁移的现象 TÜ V SÜ D China Agenda Page 10 什么是什么是PID? 1 造成造成PID的原因的原因 2 实验研究数据实验研究数据 3 标准解读标准解读 4 TÜ V SÜ D China 造成PID的原因 Page 11 外部可能的原因：光伏组件在野外环境中的实际情况和大量研究都表 明了：在高温、潮湿和由于光伏逆变器阵列接地方式引起的光伏组件 严重的腐蚀和衰退。
内部可能的原因：系统、组件和电池片3个方面可以引起PID现象 TÜ V SÜ D China 造成PID的原因-系统方面 Page 12 逆变器接地方式和组件在阵列中的位置决定了电池片和组件是受到正偏压 或者负偏压，实际电站运行情况和研究结果表明： 如果阵列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件出于负偏 压下，则越靠近福输出端的组件的PID现象越明显而在中间一块组件和 逆变器正极输出端之间的所有组件出于正偏压下，PID现象不明显 PV逆变器、阵列的负极输出端接地会有效的预防PID现象 TÜ V SÜ D China 造成PID的原因-组件方面 Page 13 环境条件如温湿度使电池片和接地边框之间形成漏电流封装材料、背板、 玻璃和边框之间形成了漏电流通道 钠钙玻璃中的钠离子是决定体电阻的主要因素；降低漏电流的发生应该采 用特殊玻璃而不采用钠钙玻璃，但费用高 采用高体电阻率的封装材料 TÜ V SÜ D China 造成PID的原因-电池片方面 Page 14 1.电池工艺 2.基底材料的性能-硅片电阻率 3.发射极的方块电阻 4.减反射层的性能 TÜ V SÜ D China 造成PID的原因-电池片方面 Page 15 电池工艺： 良好质量的硅片和严格的电池片工艺过程控制能有效降低PID现象。
TÜ V SÜ D China 造成PID的原因-电池片方面 Page 16 基底材料的性能-硅片电阻率： 1.采用不同厂家的硅片； 2.采用不同电阻率的电池片； 3.由于低掺杂会导致结内耗尽区变宽，从而导致电阻率大的硅片PID 减少 TÜ V SÜ D China 造成PID的原因-电池片方面 Page 17 发射极的方块电阻 1.优化电池效率而采取的增加方块电阻会使电池片更容易衰减，导致容 易发生PID现象 2.电池片由于掺杂不均匀导致方块电阻不均匀，进而容易出现PID现象 TÜ V SÜ D China 造成PID的原因-电池片方面 Page 18 减反射层的性能 1.厚度 2.硅氮比：采用Si/N比率高的减反射层可以减少PID现象 3.同质性：采用不同沉积方法制备的减反射层有不同的PID现象 采用最佳减反射层的沉积方法和沉积参数能减少或消除电池片的PID现象 TÜ V SÜ D China Agenda Page 19 什么是什么是PID? 1 实验研究数据实验研究数据 3 造成造成PID的原因的原因 2 标准解读标准解读 4 TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-1 Page 20 Test details: Put 4pcs mono modules into climate chamber and set 85℃ (Temp), 85﹪(RH﹪) condition, applied the negative potential bias of 1000V D.C. for 20 hours to duplicate PID effect phenomenon. Measure I-V and EL before and after test. 将将4个单晶组件放入环境试验箱，并设置为个单晶组件放入环境试验箱，并设置为85℃℃，，85%RH，施以反向偏压，施以反向偏压1000VDC 20个小时。
并在测试前后测试个小时并在测试前后测试IV曲线和曲线和EL 1000 V D.C. TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-1 Page 21 Module Type: 190W / 72pcs / 125 mono cells TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-1 Page 22 Module Type: 180W / 72pcs / 125 mono cells TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-1 Page 23 Result: All four modules with different batches got PID issue after exposed negative potential bias of 1000Vdc for 24 hours. 在反向偏压在反向偏压1000Vdc，，24小时后，不同批次的这小时后，不同批次的这4个组件都有个组件都有PID问题问题 TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-2 Page 24 Test details: Put 2pcs mono cells modules into climate chamber and set 65℃ (Temp), 65﹪(RH﹪) condition, applied the negative potential bias of 1000V D.C. for 20 hours and 40 hours to duplicate PID effect phenomenon, measure I-V and EL before and after test. 将将2个单晶组件放入环境试验箱，并设置为个单晶组件放入环境试验箱，并设置为65℃℃，，65%RH，施以反向偏压，施以反向偏压1000VDC 20个小时和个小时和40小时。
并在测试前后测试小时并在测试前后测试IV曲线和曲线和EL 1000 V D.C. TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-2 Page 25 Sample NO6 (Type: 245W / 60pcs / 156 mono cells) TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-2 Page 26 Sample NO7 (Type: 245W / 60pcs / 156 mono cells) TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-2 Page 27 Result: Both two modules with different batches got PID issue after exposed negative potential bias of 1000Vdc for 20 hours and 40 hours. And Pmax degradation is less than in 85℃(Temp),85﹪(RH﹪) condition. 在反向偏压在反向偏压1000Vdc，，20和和40小时后，不同批次的这小时后，不同批次的这2个组件都有个组件都有PID问题，功率的问题，功率的 衰减小于衰减小于85℃℃,85﹪﹪RH TÜ V SÜ D China 实验研究数据实验研究数据-3 。