光伏电池板产生功率衰减现象的原因复杂多样,主要包括以下几个方面:
一、自然老化与材料退化
组件老化:随着光伏组件使用时间的增长,其内部的电池片材料会逐渐老化,性能逐渐下降。这是光伏电池材料老化的自然过程,也是导致功率衰减的主要原因之一。电池内部的活性材料如导电浆料、电极、半导体材料会出现老化现象,包括化学反应、氧化还原、金属离子迁移等,进而导致性能衰减。
封装材料退化:选择不良的封装材料或工艺不佳,会导致封装材料的性能随时间退化,如EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)封装材料的黄变和降解,影响透光性和粘接性,进而降低光伏电池板的发电效率。
二、环境因素
温度影响:高温环境会加速光伏电池内部材料的性能下降,从而影响电池片的发电效率。随着温度的升高,光伏电池的输出电压会降低,导致功率输出下降。
湿度与水分:湿度过高或水分渗透进入组件内部,会导致电池片腐蚀、金属化层退化和封装材料退化等问题,进而降低光伏电池板的发电能力。
光照条件:长期的光照遮挡,如灰尘、树叶、鸟粪等遮挡物,会降低入射光强,增加反射损失,从而影响发电效率。此外,不同时间和季节的光照强度也会对光伏发电系统的发电能力产生影响。
三、生产工艺问题
初始光致衰减:在光伏组件刚开始使用时,由于光照条件的变化,其输出功率可能会暂时下降。这主要是由于光照或电流注入导致硅片中的硼和氧形成硼氧复合体,降低了少子寿命。随着时间的推移,这种衰减会逐渐稳定。
组件制造缺陷:如电池片隐裂、碎片等缺陷,这些缺陷在制造过程中产生,并在使用过程中逐渐扩大,导致电池片的功率衰减。此外,晶体硅电池制造过程中的微裂纹和位错等缺陷也会成为电子重组中心,影响光电转换效率。
四、设计与安装因素
设计不合理:光伏组件的设计应充分考虑到各种环境因素和长期使用需求。设计不合理,如未充分考虑当地的气候条件、安装角度不当等,都会导致组件发电效率下降。
安装不当:在光伏组件的安装过程中,如果质量控制不当,如卸车、倒运、安装等环节操作不当,可能导致组件电池片隐裂、碎裂等问题,从而影响其发电能力。
五、其他因素
PID效应:PID(Potential Induced Degradation)效应是由于高电压作用下,组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的离子迁移现象,导致功率衰减。
反向电流与漏电流:这些电流会消耗电池片的能量,降低整体效率。反向电流和漏电流的存在可以反映硅片中杂质含量的高低,从而影响电池片的转换率。
暗电流:在光照不足的情况下,光伏电池内部自发产生的微弱电流称为暗电流。虽然其绝对值较小,但在长期积累下也会对组件性能产生负面影响。
综上所述,光伏电池板产生功率衰减现象的原因涉及多个方面,需要综合考虑并采取相应措施来降低其影响。在光伏组件的生产、安装和使用过程中,应严格控制质量、优化设计、加强维护和管理以延长光伏组件的使用寿命并提高发电效率。