低結晶点添加剤は太陽電池モジュールの電位誘起劣化（PID）低減にどのように寄与するか？- COACE-プラスチック助剤、ポリマー添加剤、接着促進剤、強靭化剤-コエース化学工業株式会社

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低結晶点添加剤は、太陽電池モジュールの電位誘起劣化（PID）効果の低減にどのように寄与するのか？

2024年1月16日

はじめに

太陽光発電システムの性能を低下させる大きな問題のひとつに、太陽電池モジュールの電位誘起劣化（PID）効果がある。太陽電池モジュールの電位誘起劣化効果を低減するための低結晶点添加剤の機能について、COACEが詳しく説明する。まず、電位誘起劣化の仕組みと原因について説明した後、低結晶点添加剤がPID効果の影響を軽減する方法について集中的に説明する。低結晶点添加剤のPID抑制メカニズムに及ぼす電荷移動、界面改質、結晶点制御の影響を徹底的に調査する。

さらに、実際のソーラーシステムにおける低結晶点添加剤の有効性、およびその選択と使用について調査する。最後に、PID影響の低減という観点から、低結晶点添加剤の可能性と今後の研究の展望についてまとめる。

太陽光発電システムの性能を低下させる現象のひとつに、太陽電池モジュールの電位誘起劣化（PID）効果がある。太陽電池モジュールの出力を低下させるPID効果は、通常、湿度や温度が高い状況で現れる。研究者たちはこの問題に対処するために多くの解決策を打ち出しており、そのひとつが結晶点の低い添加剤の使用である。結晶点の低い添加剤は、PID効果を低減することができる。本稿では、太陽電池モジュールにおけるその機能を徹底的に検証する。

ポテンシャル低下の理由と方法

低結晶点添加剤の機能を深く掘り下げる前に、潜在的な誘導劣化の起源と仕組みを理解することが不可欠である。ソーラーモジュール内の電界がPID効果の主な原因である。ソーラーモジュール内の電界は、特定の温度と湿度条件下で材料内の電荷の移動と蓄積を引き起こし、モジュールの効率を低下させます。PID効果は、電界によって加速された負電荷イオンのPN接合表面への移動によって引き起こされる。これにより電荷が蓄積され、電流が転換される。太陽電池モジュールの出力電力は、この電流バイパスによって低下し、最終的にシステム性能の低下を招く。

低結晶点添加剤の作用様式

ソーラーパネルでは、PID効果を低減するために低結晶点化合物が一般的に採用されている。低結晶点化合物は、電界によって引き起こされる電荷の移動と蓄積を防ぐことができます。低結晶点添加物がPID効果を低減する主な方法は以下の通りである：

2.1 結晶点の制御

低結晶点添加剤は、結晶点の発達と膨張を制御することができ、電界によって引き起こされる電荷の蓄積を抑えることができる。適切な量の低結晶点添加剤を塗布することで、結晶点の近くに電荷が蓄積するのを止めたり、新しい結晶点の生成を妨げたりすることができる。こうすることで、電流バイパス現象が緩和され、太陽電池モジュールの出力が上昇する可能性がある。

2.2 インターフェースの変更

低結晶点添加は、太陽電池モジュールの界面特性を変化させることで、PIDの影響を軽減する可能性もある。低結晶点添加には、材料表面の電荷分布を変化させ、PN接合の回復力を高める力がある。PN接合表面にマイナスイオンが蓄積するのを防ぐ保護層を形成し、低結晶点添加剤を加えることで、PIDの影響を軽減できる。

2.3 電荷移動の効果

低結晶点添加剤には、太陽電池モジュールの電荷輸送プロセスにおける電荷の移動と蓄積を緩和する可能性がある。低結晶点添加剤は、材料の電子雲の構造を変化させるだけでなく、電荷の移動と捕獲を速めたり遅らせたりする力がある。こうすることで、電界によって引き起こされる電荷の蓄積が緩和され、太陽電池モジュールの安定性と効率が向上する。

結晶点の低い添加物の選択と使用

PIDの影響を軽減するためには、適切な低結晶点添加剤を選択しなければならない。研究者たちは、さまざまな材料の試験と比較を通じて、いくつかの低結晶点添加剤が効果的であることを示した。金属酸化物、ポリマー、有機分子などがその一例である。低結晶点添加剤の光学的性質、熱安定性、光電池材料への適合性を考慮に入れてください。
通常、低結晶点添加剤は太陽電池モジュールの封止材やバックシート材に適用される。これは太陽電池モジュールの製造工程内で達成でき、現在の製造手順への影響は最小限である。バックシートや封止材に低結晶点添加剤を添加することで、太陽電池モジュールの使用期間中、長期間にわたってPIDを抑制することができます。

低結晶点添加の影響と今後の可能性

既存の研究によれば、低結晶点添加剤はPIDの影響を大幅に軽減する。太陽電池モジュールの電力損失を下げながら、システムの効率と信頼性を高めることができる。それでも、さらなる調査が必要な問題や障害もいくつかある。
安定性と効率を向上させた低結晶点添加剤の開発は、今後の研究焦点のひとつである。PIDの抑制を改善するためには、材料の合成や特性についてさらなる調査が必要である。

さらに、低結晶点化合物が様々な環境下でどのように機能するかについて、さらなる調査が必要である。高湿度・高温環境における低結晶点添加物の抑制効果を評価することは重要である。

要約すると

太陽電池モジュールにおいて、低結晶点添加剤は電位誘起劣化の影響を低減するために極めて重要である。低結晶点添加剤は、結晶点管理、界面改質、および電荷輸送の影響を通じて、電界によって引き起こされる電荷蓄積を軽減し、太陽電池モジュールの効率と信頼性を向上させることができます。製造工程で適切な低結晶点添加剤を正しく塗布することで、長期間にわたってPIDを抑制することができます。太陽電池システムの高まるニーズを満たし、低結晶点添加剤の安定性と有効性を高めるためには、さらなる研究と開発が必要です。COACEには、研究開発、製造、サービスを監督するシニアエンジニアと博士号保持者のチームがあります。太陽電池パッケージ用フィルム添加剤.COAS太陽電池用フィルム添加剤は、抵抗率が高く、流動性が高く、結晶点が低く、グラフト率が高く、透明性が高いため、消費者の大半が使用している！