Introduzione
Un problema importante che potrebbe causare un peggioramento delle prestazioni dei sistemi fotovoltaici è l'effetto di deterioramento potenzialmente indotto (PID) dei moduli solari. La funzione degli additivi a basso punto di cristallo nel ridurre gli effetti del deterioramento potenzialmente indotto nei moduli solari sarà spiegata in modo approfondito da COACE. Discuteremo innanzitutto la meccanica e le cause del deterioramento indotto dal potenziale prima di concentrarci sui modi in cui gli additivi a basso punto di cristallo possono ridurre gli effetti dell'effetto PID. Eseguiremo un'indagine approfondita sull'impatto del trasferimento di carica, della modifica dell'interfaccia e del controllo del punto di cristallo sul meccanismo inibitorio degli additivi a basso punto di cristallo sul PID.
Inoltre, analizzeremo l'efficacia delle aggiunte a basso punto di cristallo nei sistemi solari reali, nonché la loro selezione e il loro utilizzo. Concluderemo riassumendo il potenziale degli additivi a basso punto di cristallo e le prospettive di ricerca future in termini di riduzione degli impatti PID.
Un fenomeno che riduce le prestazioni dei sistemi fotovoltaici è l'effetto di degrado indotto dal potenziale (PID) dei moduli solari. L'effetto PID, che riduce la potenza di uscita dei moduli solari, si manifesta tipicamente in situazioni di elevata umidità e calore. I ricercatori hanno proposto una serie di soluzioni per affrontare questo problema, una delle quali è l'uso di additivi con un basso punto di cristallo. Un additivo con un basso punto di cristallo può ridurre l'effetto PID. La sua funzione nei moduli solari sarà esaminata a fondo in questo articolo.
Le ragioni e i metodi alla base del declino indotto dal potenziale
Prima di approfondire la funzione degli additivi a basso punto di cristallo, è indispensabile comprendere le origini e il funzionamento di qualsiasi potenziale degradazione indotta. Il campo elettrico all'interno del modulo solare è la causa principale dell'effetto PID. Il campo elettrico nel modulo solare può portare al movimento e all'accumulo di cariche nel materiale in determinate condizioni di temperatura e umidità, riducendo l'efficienza del modulo. L'effetto PID è causato dalla migrazione di ioni carichi negativamente sulla superficie della giunzione PN, accelerata dal campo elettrico. Questo porta all'accumulo di cariche e a una deviazione della corrente. La potenza di uscita del modulo fotovoltaico diminuisce a causa di questo bypass di corrente, con conseguente calo delle prestazioni del sistema.
Modalità d'azione degli additivi a basso punto di cristallo
Nei pannelli solari, i composti a basso punto di cristallo sono comunemente utilizzati per ridurre l'effetto PID. Grazie ad alcune caratteristiche uniche, possono impedire il trasferimento e l'accumulo di carica causato dai campi elettrici. I metodi principali con cui le aggiunte a basso punto di cristallo riducono gli effetti PID sono i seguenti:
2.1 Controllo dei punti di cristallo
Gli additivi a basso punto di cristallo possono controllare lo sviluppo e l'espansione dei punti di cristallo, riducendo l'accumulo di cariche causato dai campi elettrici. Applicando la giusta quantità di additivi a basso punto di cristallo è possibile impedire l'accumulo di cariche in prossimità dei punti di cristallo e la produzione di nuovi punti di cristallo. In questo modo è possibile ridurre i fenomeni di bypass di corrente e aumentare la potenza di uscita del modulo solare.
2.2 Modifica dell'interfaccia
Le aggiunte a basso punto di cristallo potrebbero anche ridurre l'impatto del PID modificando le caratteristiche dell'interfaccia dei moduli solari. Hanno il potere di alterare la distribuzione della carica sulla superficie del materiale e di aumentare la resilienza della giunzione PN. L'effetto PID può essere ridotto formando uno strato protettivo che impedisca agli ioni negativi di accumularsi sulla superficie della giunzione PN e aggiungendo additivi a basso punto di cristallo.
2.3 Effetto del trasferimento di carica
Gli additivi a basso punto di cristallo hanno il potenziale per mitigare la migrazione e l'accumulo di carica durante il processo di trasporto della carica nei moduli solari. Hanno il potere di alterare la struttura della nuvola di elettroni del materiale e di accelerare e rallentare la migrazione e la cattura delle cariche. In questo modo, l'accumulo di carica provocato dai campi elettrici viene ridotto e la stabilità e l'efficienza del modulo solare aumentano.
Scelta e utilizzo di additivi con bassi punti di cristallo
Per ridurre l'impatto del PID, è necessario scegliere gli additivi giusti a basso punto di cristallo. I ricercatori hanno dimostrato l'efficacia di diverse aggiunte a basso punto di cristallo attraverso test e confronti di vari materiali. Ossidi metallici, polimeri e molecole organiche sono alcuni esempi di queste aggiunte. Tenete conto delle qualità ottiche, della stabilità termica e dell'idoneità all'uso con i materiali fotovoltaici di un additivo a basso punto di cristallo.
In genere, gli additivi a basso punto di cristallo vengono applicati ai materiali di incapsulamento e backsheet dei moduli solari. Questa operazione può essere effettuata all'interno del processo di produzione dei moduli fotovoltaici e ha un effetto minimo sulle attuali procedure di produzione. L'aggiunta di additivi a basso punto di cristallo al backsheet e ai materiali di incapsulamento consente di ottenere una soppressione duratura del PID per tutta la durata del modulo solare.
Impatto dell'aggiunta di un basso punto di cristallo e potenziali piste per indagini future
Gli additivi a basso punto di cristallo riducono significativamente l'impatto del PID, secondo le ricerche esistenti. Possono aumentare l'efficienza e l'affidabilità del sistema, riducendo al contempo le perdite di potenza dei moduli fotovoltaici. Tuttavia, ci sono alcuni problemi e ostacoli che richiedono ulteriori indagini.
Lo sviluppo di additivi a basso punto di cristallo con maggiore stabilità ed efficienza è un'area di ricerca futura. Per migliorare la soppressione del PID, saranno necessarie ulteriori indagini sulla sintesi e sulle caratteristiche dei materiali.
Inoltre, sono necessarie ulteriori indagini sul funzionamento dei composti a basso punto di cristallo in diversi contesti ambientali. È importante valutare l'effetto inibitorio delle aggiunte a basso punto di cristallo in ambienti ad alta umidità e ad alta temperatura, poiché queste sono le condizioni in cui si manifesta tipicamente l'effetto PID.
Per riassumere
Nei moduli solari, gli additivi a basso punto di cristallo sono fondamentali per ridurre l'impatto del deterioramento indotto dal potenziale. Gli additivi a basso punto di cristallo possono ridurre l'accumulo di carica causato dai campi elettrici e migliorare l'efficienza e l'affidabilità dei moduli solari attraverso l'influenza della gestione del punto di cristallo, della modifica dell'interfaccia e del trasporto della carica. Gli additivi a basso punto di cristallo applicati correttamente durante il processo di produzione possono fornire una soppressione PID di lunga durata. Per soddisfare le crescenti esigenze dei sistemi solari e migliorare la stabilità e l'efficacia degli additivi a basso punto di cristallo, sono necessari ulteriori studi e sviluppi. COACE dispone di un team di ingegneri senior e di dottori di ricerca che supervisionano le attività di R&S, produzione e assistenza di additivi per film di imballaggio fotovoltaico. La maggior parte dei consumatori utilizza gli additivi per film di imballaggio solare COAS per la loro elevata resistività, la buona fluidità, il basso punto di cristallo, l'alto tasso di innesto e l'elevata trasparenza!
