点状电极单元在有效电势衰减下的固结计算与试验

有效电势衰减导致电渗后期效果较差,而经典电渗固结理论无法考虑有效电势变化带来的影响。针对该问题,在矩形排布形式中以点状电极单元为研究模型,围绕有效电势衰减与中间变量引入时的限制条件之间的矛盾关系,引入黎曼求和形式对有效电势衰减进行多态分割,保证了黎曼状态段内中间变量方程的成立;考虑有效电势衰减与电渗固结在时间维度上的统一性,采用初始条件继承策略进行非稳态的迭代计算,将全时间域上的非稳态求解转化为状态段之间初始条件的更新迭代,并基于Galerkin法给出了方法的有限元形式,且利用Python进行了编程实现。此外,进行了电渗模型试验以验证理论方法的可靠性。研究表明:1)非对称点状电极单元在电渗过程中,阳极处有效电势的变化受到渗流路径长短的影响,较远处阳极有效电势增加,其余两处处于衰减状态;2)多态算法下的结果能够反映有效电势对孔压分布的影响,与经典结果相比变化主要集中在单元中部;3)初始条件继承带来的孔压幅值突变现象会随着状态段数的增加而减小,在孔压曲线较为平滑后,继续增加状态段数量对于计算精度的提升有限。该方法实现思路简洁、清晰,更加符合真实情况。

太阳能电池的电势诱导衰减研究进展

在户外长期运行中,不论是晶体硅太阳能电池还是薄膜太阳能电池,都会受到电势诱导衰减(PID)的影响,从而导致太阳能电池组件输出功率下降。尽管前人已经开展了许多研究,但对PID现象的理解及解决方案仍旧不完整。本文主要介绍了晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池的PID现象成因及相关解决办法,以促进人们对太阳能电池PID现象的深入理解,以期对太阳能电池的稳定性研究提供指导性意见。

考虑有效电势衰减的一维电渗固结多态继承计算方法

有效电势的衰减在电渗排水过程中客观存在,经典一维电渗固结理论不能考虑电势的变化,其结果高估了电渗法的加固效果。针对该问题,依据黎曼积分求和的思路,对有效电势衰减函数进行多态处理,将连续函数转化为离散的状态段,并考虑有效电势衰减与孔压在时间维度上的统一性,利用前、后状态段初始条件继承的方式,将有效电势衰减下的一维电渗固结计算转化为了对单一状态段的反复迭代求解。采用Crank-Nicolson形式对控制方程进行了离散,利用Python进行了该方法的编程实现,进行了3,6,20状态段数下的计算,并与经典理论结果进行了对比分析,结果表明:(1)考虑电势衰减的孔压幅值要明显低于经典一维固结理论,多态继承的计算方法能够有效地反映出电势衰减带来的影响;(2)孔压曲线会在分段处发生幅值的突变,并且随着状态段数量的增加,突变现象逐渐降低;(3)在阳极处,电势衰减的影响最明显,孔压的降低幅度最大。该方法的求解思路清晰、简洁,能够为电渗排水法的实际应用提供良好的理论支持。

晶硅材料太阳电池电势诱导衰减问题研究

传统晶硅材料太阳电池所发生的电势诱导衰减现象受可动电荷Na^+在硅表面聚积的影响,对发生电势诱导衰减现象的太阳电池的漏电区域和非漏电区域分别采用双电荷层导致p-n结导通的假说和扩展的肖克莱-里德-霍尔复合模型进行了研究。结果表明,组件效率受可动电荷Na^+的影响且和被SiN_x的场钝化作用所屏蔽的隐性缺陷之间的关系密切。通过增强界面的钝化效果,阻止Na^+与界面处的隐性缺陷相结合等措施,有利于抗电势诱导衰减组件的制备。

光伏发电系统中电势诱导衰减效应的原因及预防

通过对普通封装材料封装的光伏组件和优化配方后封装的光伏组件进行电势诱导衰减(PID)实验,研究封装材料变化对光伏组件电学性能的影响,结果表明采用优化配比方案封装的光伏组件具有非常强的抗电势衰减效应,说明采用配方优化的方法可有效缓解光伏组件的PID效应,进而可提高光伏发电站的发电效率和使用寿命。

解决光伏电站组件的抗潜在电势诱导衰减效应的方法

针对光伏电站组件特有的潜在电势诱导衰减(PID)效应,从光伏电站电气和环境诱因等方面介绍了组件功率衰减的机理,研究了组件PID的再恢复效应和方法。在此基础上,开发了一种适合用于集中式光伏电站的抗PID专用设备,可用于已建成电站的系统升级和改造,使组件在现场实现性能恢复,避免再次衰减,介绍了设备的技术指标、电路结构。实验结果证明,该设备具有良好的实用性和可靠性。

现场环境下光伏组件PID衰减及修复研究

光伏电站系统层面的抗组件电势诱导衰减(Potential induced degradation,PID)实际应用方案主要为PID抑制和PID修复,现有的相关研究均为验证其中一种方案的有效性,但对于在电站设计之初如何选择两种方案,两种方案实际抗PID效果对比如何,却未见相关的研究和结论。在现场环境试验平台和实验室条件下,对多种型号、规格的光伏组件进行PID人工加速衰减及修复试验,依据试验结果将组件分类,再对比现场环境、相同工况下两种方案对这些组件的PID修复效果,分析得到现场环境下不同拓扑结构的光伏系统抗组件PID现象的最优解决方案,对光伏电站的建设和运维有一定的指导意义。

光伏组件电势诱导衰减效应的解决方法研究

光伏组件电势诱导衰减(Potential Induced Degradation,PID)效应可使得光伏组件的发电功率急剧衰减,常见的消除PID效应的方法有3种,即负极接地法、虚拟接地法、加正向偏置电压法。详细分析了这3种方法的工作原理,重点推导了虚拟接地法的“虚拟”原理。最终通过同一地区光伏组件使用与不使用防PID模块的对比实验,结果表明光伏组件使用防PID模块可有效修复和预防PID效应,提高发电量。

光伏组件用EVA胶膜改性研究进展

介绍了光伏组件用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜在化学稳定性能、抗电势诱导衰减性能、太阳能利用率、黏接性能等方面改性的研究进展,为其高性能化改性方向和路径提供参考。

p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺对光伏组件PID效应的影响研究

基于p型“SE+PERC”双面太阳电池的背面工艺,针对背表面抛光状态、背面氧化铝薄膜厚度、背面膜层结构、背面氮化硅薄膜折射率几个因素对光伏组件电势诱导衰减(PID)效应的影响进行了研究。研究结果表明:1)背表面抛光状态越光滑,对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率越小;2)背面氧化铝薄膜厚度为10 nm及以上时对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率差异不大;3)背面膜层结构对PID效应存在影响,合理设计背面膜层结构可以有效抑制光伏组件PID效应;4)背面氮化硅薄膜折射率大于等于2.10时,对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率降至2.00%以内且可以稳定保持在较低水平。研究结果可为p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺优化提供指导方向。

超细无碱玻纤过滤材料的电晕驻极性能

为了研究玻纤滤料的驻极过滤性能,通过火焰喷吹法生产超细无碱玻纤,并制备2种不同过滤等级的超细无碱玻纤过滤材料。以电晕驻极的方式对制备的试样施加静电,对比驻极前后试样的过滤性能,研究驻极工艺对滤料过滤性能的影响,测试分析试样驻极后的电荷存储稳定性。结果表明:超细无碱玻纤滤料在驻极作用下,过滤效率有大幅提升,过滤阻力保持不变,在一定范围内,过滤效率随着驻极电压、驻极时间的增加而增加;但是驻极后一段时间内静电衰减严重,指出玻纤成分改性可能是延长静电衰减的方法之一。

光伏组件PID测试偏差对测试结果的影响

电势诱导衰减(PID)测试被用于验证光伏组件在长期高电压作用下的功率衰减影响,但不同实验室的PID测试结果常存在偏差。本文结合实验室中易影响测试结果的因素,分析影响测试结果的关键环节,发现样品稳定状态、样品缺陷、电气连接、人员操作、测试条件等均会对测试结果产生影响,导致实验室测试结果差异。

太阳能电池组件用POE封装胶膜的研制

以乙烯-α-烯烃共聚物(POE)为基体、过氧化-2-乙基己酯碳酸叔丁酯为交联剂、三烯丙基异氰脲酸酯为助交联剂、乙烯基三甲氧基硅烷为硅烷偶联剂、马来酸酐(MAH)为改性剂,采用熔融挤出法制得母粒,再采用流延成膜法制备了纯POE胶膜(S1)、MAH改性POE胶膜(S2)和硅烷偶联剂改性POE胶膜(S3)。研究结果表明:S3的交联度(66%)、透光率(89%)、粘接性能(与玻璃、TPT膜的剥离强度分别为130、86 N/cm)和耐湿热老化性能(85℃、相对湿度85%时老化1 000 h后黄变指数变化1.1%、与玻璃的剥离强度降幅15%)相对最好,由S3封装的太阳能电池组件之功率衰减(为5.2%)明显低于传统EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)胶膜封装的太阳能电池组件,有利于改善光伏电站的运营效益。

多晶体硅太阳电池的PID效应研究

随着多晶硅太阳电池的广泛应用,电池组件的电势诱导衰减(PID)现象越来越引起大家的重视。本文介绍了多晶硅太阳PID现象产生的原因以及目前的解决途径。

并网光伏电站晶硅组件常见质量问题分析与控制

在市场连续波动、技术标准不健全、原材料质量难以控制的形势下,光伏组件大范围隐裂、严重电势衰减(PID问题)等现象在行业内已有发生。组件的功率衰减影响利用小时数,进而直接影响项目发电收入,出现质量问题将严重影响项目收益。

太阳电池PID现象的数值模拟分析

针对传统晶硅太阳电池电势诱导衰减(PID)现象中可动电荷Na^+在硅表面积累的影响,对发生PID现象电池的非漏电区域和漏电区域分别采用扩展的肖克莱-里德-霍尔复合模型和双电荷层导致p-n结导通的假说进行分析讨论。根据分析结果推测,可动电荷Na^+对于组件效率的影响同被SiN_x的场钝化作用所屏蔽的隐性缺陷密切相关。提高界面钝化效果,阻止Na^+扩散至界面处同隐性缺陷结合有利于抗PID组件的制备。

单晶硅太阳电池防电势诱导衰减镀膜工艺分析

电势诱导衰减(PID)能够导致光伏组件功率在较短时间内出现大幅衰退,而PID现象的产生主要和封装材料及太阳电池表面处理等方面有关。针对太阳电池片的镀膜工艺设计实验,测试并分析了正常工艺和防PID工艺制作的Si Nx减反射膜厚度、折射率、反射率、镀膜前后的少子寿命以及单晶硅成品电池片的电学特性。结果表明,相比标准工艺,虽然防PID工艺制作的单晶硅太阳电池具有较好的钝化效果,但在整个光谱相应范围减反射效果较差是导致转化效率较低的主要原因。电致发光测试表明,防PID工艺并没有给单晶硅太阳电池带来额外的缺陷,但是防PID工艺制作的太阳电池在组件应用时却具有抵抗PID现象及防止金属离子对电池产生破坏的能力。

晶体硅光伏组件PID效应实地修复效果

通过对电站中已发生PID效应的光伏组件进行实地修复和后续使用等实验,探究其修复过程中的变化,以及修复后再次使用的稳定程度,以期通过此研究对光伏电站系统质量的提升有一定借鉴价值。

双层SiN_x膜多晶硅太阳电池抗PID性能研究

以双层Si Nx膜多晶硅太阳电池为研究对象,通过调整PECVD工艺参数制备不同折射率和厚度的双层氮化硅减反射膜太阳电池,并用玻璃、EVA和背板等将电池片封装成光伏组件,进行85℃、85%RH条件下组件电势诱导衰减(PID)实验。研究结果表明:(1)改变内层折射率和厚度保持外层较低的折射率时,双层氮化硅膜太阳电池均会发生严重的PID效应;(2)但随着外层折射率提高,电池PID效应显著减小,外层折射率≥2.15的电池PID实验600 h功率衰减小于5%;(3)双层氮化硅膜抗PID太阳电池的转化效率略低于普通太阳电池,但其组件的封装损失较小,与普通电池的组件功率相当,因此具有很好的应用前景。

光伏组件用EVA胶膜的改性技术研究进展

综述了光伏组件用乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)胶膜的改性技术研究进展。采用EVA内交联碱性有机物、添加阴离子型丙烯酸酯等方法制备的EVA胶膜应用于光伏组件可以提高抗电势诱导衰减效应;采用稀土化合物复合、有机硼改性丙烯酸接枝EVA制备的EVA胶膜应用于光伏组件可以提升太阳能利用率;EVA经过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯与2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷组成的双固体化交联体系改性得到的胶膜透光性能和黏结性能良好;EVA添加颜料母粒制备深色胶膜封装的光伏组件能够适应城市规划要求。