組件LeTID的前世、今生和將來(lái)

:近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的組件光熱誘導(dǎo)衰減現(xiàn)象（LeTID）成為當(dāng)下組件技術(shù)人員的新關(guān)注。目前在電站現(xiàn)場(chǎng)觀察到高達(dá)7%的衰減率。關(guān)于LeTID的測(cè)試討論已經(jīng)很多，不少認(rèn)證機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)展這一項(xiàng)目測(cè)試服務(wù)。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“光伏測(cè)試網(wǎng)”ID：TestPV）

正如多年前的PID測(cè)試序列一樣，最終形成一個(gè)統(tǒng)一的IEC規(guī)范可能有好幾年時(shí)間。如何設(shè)計(jì)一種光照和溫度序列能夠更好地進(jìn)行LeTID測(cè)試，將是今后數(shù)年都要持續(xù)討論和驗(yàn)證的問(wèn)題。

1.LeTID定義

LeTID是光伏組件功率衰減的一種形式，具有幾個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)：

LeTID通常影響最新的電池技術(shù)，如PERC、PERT，不管是單晶或多晶，對(duì)傳統(tǒng)電池技術(shù)的功率衰減影響較?。?/p>

目前實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)組件LeTID衰減率能高達(dá)10%；

當(dāng)電池發(fā)電達(dá)到高溫（超過(guò)50°C）時(shí)更容易發(fā)生；

衰減最終穩(wěn)定，效率或能恢復(fù)，但恢復(fù)速度不同，恢復(fù)機(jī)理不清楚；

2.LeTID測(cè)試的重要性

LeTID常常發(fā)生在新型電池技術(shù)如PERC、PERT等，這些技術(shù)近年來(lái)正在成為行業(yè)主導(dǎo)技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，PERC電池現(xiàn)在占據(jù)了全球市場(chǎng)的40%以上，預(yù)計(jì)其市場(chǎng)份額還將大幅增長(zhǎng)

對(duì)于光伏電站投資者和所有者來(lái)說(shuō)，任何不確定的因素都可能造成其投資收益損失，更何況現(xiàn)在全球光伏電站都在去補(bǔ)貼，留給光伏的收益空間已經(jīng)很窄。對(duì)于投資商、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、業(yè)主、采購(gòu)方都需要一種能被承認(rèn)的測(cè)試結(jié)果來(lái)規(guī)避LeTID的電池衰減風(fēng)險(xiǎn)。

這種風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，和十年前對(duì)PID的擔(dān)心、對(duì)組件耐久性的擔(dān)心是一樣的。經(jīng)過(guò)多年的試錯(cuò)和經(jīng)驗(yàn)積累，行業(yè)對(duì)PID、組件及輔材耐久性已經(jīng)有很好的認(rèn)識(shí)，如今對(duì)于新出現(xiàn)的LeTID，自然需要研究機(jī)構(gòu)權(quán)威的分析結(jié)果。

作為分析結(jié)果的衰減率數(shù)據(jù)，對(duì)于精確的電站發(fā)電性能建模至關(guān)重要。如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的第三方數(shù)據(jù)，工程師只能用最保守的估計(jì)來(lái)判斷LeTID對(duì)發(fā)電量的影響，這對(duì)于項(xiàng)目?jī)r(jià)值評(píng)估和可行性分析是極為不利的。

3.戶外LeTID情況

不少獨(dú)立研究都報(bào)道了戶外LeTID的存在，盡管公開(kāi)的電站衰減數(shù)據(jù)有限，但是眾多研究表明，新型技術(shù)組件在炎熱氣候條件下衰減增加。高功率組件帶來(lái)更高的組件工作溫度，也能影響到LeTID的發(fā)生。目前已有報(bào)道稱(chēng)：

安裝在塞浦路斯的光伏組件三年內(nèi)的發(fā)電損失為7%；

同樣的組件安裝在德國(guó)有2.5%的發(fā)電損失。

4.LeTID與LID比較

LeTID與大家熟知的LID有何區(qū)別？相同之處是兩者都是經(jīng)光輻照之后產(chǎn)生，但其衰減模式是完全不同的。

5.LeTID測(cè)試方法

關(guān)于LeTID的測(cè)試方法不少研究機(jī)構(gòu)都有報(bào)道，其難度在于如何設(shè)計(jì)一種模擬戶外環(huán)境條件，同時(shí)能確保組件衰減僅為L(zhǎng)eTID引起，沒(méi)有導(dǎo)致組件其它的衰減機(jī)理產(chǎn)生。行業(yè)通常接受相對(duì)溫和的測(cè)試條件，比如僅用高溫避免潮濕，以免產(chǎn)生PID。大家普遍采用的方法包括以下測(cè)試步驟：

1. 初期檢查：初期檢查不僅是了解送測(cè)組件的外觀，還要詳細(xì)了解組件的材料清單、工藝過(guò)程，甚至是電池的制造過(guò)程。最主要是處于研究者的考慮，在了解LeTID的形成機(jī)理前，研究機(jī)構(gòu)除了檢測(cè)，還需要了解制程。

2. 光浸潤(rùn)：和其它組件測(cè)試一樣，用于LeTID測(cè)試的組件首先需要經(jīng)過(guò)光浸潤(rùn)，消除LID的影響，這和IEC 61215的測(cè)試要求一樣。經(jīng)過(guò)LID后，測(cè)試組件的起始性能。

3. LeTID測(cè)試：完成LID測(cè)試后，將組件置于75°C的環(huán)境試驗(yàn)箱中，并用直流電源通以弱電流162小時(shí)，電流值參照組件的最大功率點(diǎn)的測(cè)試值。

4. 性能檢測(cè)：完成步驟3后檢查外觀、測(cè)試IV性能、濕漏電、EL，并分析功率損失是否與LeTID相關(guān)。

5. 重復(fù)步驟3兩次以上，總試驗(yàn)時(shí)間達(dá)到486小時(shí)（相當(dāng)于塞浦路斯戶外1.6年實(shí)證）。每162小時(shí)測(cè)試一次性能。

6.LeTID的測(cè)試結(jié)果示例

LeTID測(cè)試過(guò)程模擬得不好，會(huì)導(dǎo)致其它衰減的發(fā)生，因而衰減率更高。在前述測(cè)試條件下，一些機(jī)構(gòu)的測(cè)試結(jié)果示例如下：

圖：LeTID測(cè)試前后的組件功率衰減

（右圖中電池片發(fā)黑說(shuō)明了經(jīng)過(guò)測(cè)試后的電池片變化)

7.關(guān)于LeTID的更多工作

不少公司對(duì)LeTID已經(jīng)開(kāi)展深入的研究，新南威爾士大學(xué)(Universityof New South Wales,簡(jiǎn)稱(chēng) UNSW) 2018年11月發(fā)布的一份研究報(bào)告顯示,阿特斯基于黑硅和多晶PERC技術(shù)的P4組件的開(kāi)路電壓(Voc)在166小時(shí)的輻照、75°C測(cè)試條件下,只有0.3%的衰減。這個(gè)測(cè)試結(jié)果佐證了阿特斯P4組件優(yōu)異的抗LeTID衰減性能。據(jù)悉阿特斯已經(jīng)累計(jì)交付超過(guò)2.6吉瓦抗LeTID高效PERC組件。

但光伏行業(yè)對(duì)于一個(gè)新衰減機(jī)理的認(rèn)識(shí)、新測(cè)試序列的定義和新標(biāo)準(zhǔn)的起草非常慎重，一方面是因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)很新，沒(méi)有太多的應(yīng)用數(shù)據(jù)和實(shí)踐，另一方面這個(gè)行業(yè)需要更多的數(shù)據(jù)來(lái)解釋。通常在標(biāo)準(zhǔn)草案出來(lái)之前，不少第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)已經(jīng)在開(kāi)展業(yè)務(wù)并積累經(jīng)驗(yàn)。目前關(guān)于LeTID的測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)草案已經(jīng)在準(zhǔn)備，TÜV南德、CSA、CQC、天合、阿特斯以及一些電池供應(yīng)商都已經(jīng)在參與。

原標(biāo)題:組件LeTID的前世、今生和將來(lái)