Солнечные фотоэлектрические системы стали одной из наиболее перспективных систем благодаря их низкому воздействию на окружающую среду. Несмотря на долгосрочную надежность фотоэлектрических солнечных систем в полевых условиях с низким уровнем деградации и отказов, они все еще подвержены таким дефектам, как коррозия и расслоение. Среди распространенных проблем надежности - эффект потенциально-индуцированной деградации (PID) фотоэлектрических модулей, который может привести к катастрофическим отказам в полевых условиях.
ПИД-эффект определяется как снижение мощности, вызванное приложением высокого напряжения между солнечными элементами и рамкой фотоэлектрических модулей. Состав фотоэлектрических модулей из кристаллического кремния показан на рисунке ниже.
ПИД-эффект приводит не только к деградации фотоэлектрических модулей, но и к выходу из строя солнечных модулей из кристаллического кремния, вызывая необратимые потери в практических производственных приложениях и оказывая значительное влияние на мощность. Было продемонстрировано, что ПИД-эффект вызывает серьезную деградацию мощности и проблемы быстрого отключения бифасиальных фотоэлектрических модулей и систем.
Причины возникновения ПИД-эффекта
Причины возникновения эффекта ПИД-регулятора сложны и в основном включают следующие факторы:
1. Метод установки заземления рам фотоэлектрических модулей на солнечных электростанциях приводит к возникновению высокого потенциала между солнечными элементами и землей.
2. Внешние условия, такие как температура, влажность, напряжение, освещенность и условия заземления на поверхности стекла.
3. Имеет ли модуль рамку.
4. Различные уровни движения Na+, вызванные фактическим применением таких материалов, как стекло, инкапсуляционные пленки, солнечные элементы и задние панели в фотоэлектрических модулях.
На стабильность инкапсуляционных пленок EVA большое влияние оказывают факторы окружающей среды, особенно ультрафиолетовое, инфракрасное излучение и влажность. Режимы разрушения, вызванные старением инкапсуляционных пленок EVA, можно свести к трем типам: обесцвечивание, расслоение и коррозия. Старение инкапсуляционных пленок EVA может привести к оптической развязке из-за обесцвечивания (пожелтения, коричневого цвета), что приводит к потере мощности, снижению адгезии, расслоению и коррозии металлических частей под воздействием уксусной кислоты. Старение инкапсуляционных пленок EVA запускает реакцию деацетилирования с образованием уксусной кислоты, как показано на диаграмме ниже, тем самым снижая pH пленки и ускоряя коррозию поверхности компонента; ионы кислоты, образующиеся в результате старения, вызывают миграцию ионов Na+ в слое стекла, тем самым вызывая эффект PID.
Реакция деацетилирования EVA
Прогресс в исследовании модификации инкапсуляционных пленок EVA, устойчивых к ПИД
В ответ на механизм PID-эффекта, вызванного миграцией Na+ в кристаллических кремниевых модулях, PID-устойчивая модификация инкапсуляционных пленок EVA включает в себя два аспекта: во-первых, ингибирование старения EVA; во-вторых, снижение скорости внутренней миграции ионов в инкапсуляционных пленках EVA для предотвращения PID-эффекта, вызванного миграцией Na+.
Что касается первого, то путем модификации можно разработать высокоэффективные антивозрастные инкапсуляционные пленки EVA. Что касается последнего, то, поскольку инкапсуляционные пленки EVA с высоким объемным сопротивлением предполагают низкую скорость миграции ионов внутри пленки, путем увеличения объемного сопротивления можно смягчить такие явления, как утечка из-за плохой изоляции.
COACE R2120 - это ЭВА фотоэлектрического класса, привитый силаном, который используется в фотоэлектрических пленках из ЭВА для улучшения адгезии после старения, в частности, для улучшения показателей прохождения тестов на старение PCT, уменьшения остатков мономера и улучшения выхода инкапсулированных продуктов.
COACE RM211A - это аминофункционализированный кислотостойкая добавка для фотоэлектрических пленок EVAЦель - повысить устойчивость к старению и кислотостойкость пленок EVA в условиях высокой температуры и повышенной влажности.
COACE RM210A - это неорганический тип кислотостойкого мастербатча для EVA. Его преимущества заключаются в малом количестве добавок, высокой эффективности, легкой дисперсии и минимальном влиянии на прозрачность.
COACE RM208 - кислотостойкий мастербатч органического типа, относительно схожий с неорганическим типом, не влияющий на прозрачность. Он не только противостоит кислоте, но и может захватывать катионы, обеспечивая определенную устойчивость к ПИД.
COACE R2320 - это эпоксидно-функционализированная добавка EVA против ПИД.
Оптимальные схемы комбинирования:
1- RM210A: 1% + R2320: 4%.
2- RM208: 2% + R2320: 3%.
