一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減的方法，將高分子絕緣材料加熱為液體熔融狀態(tài)，利用海綿吸附高分子絕緣流體材料；用吸附有高分子絕緣流體材料的海綿在分選后的電池邊緣均勻涂抹一層的絕緣流體材料；將涂覆好的電池放置在載片盒里靜置，利用紫外光照射，使電池表面的絕緣材料固化；待電池表面的絕緣材料固化后，將電池進(jìn)行組件進(jìn)行封裝。通過在多晶硅電池片四周制備絕緣層的方式，有效降低電荷在電池片表面富集時正負(fù)電極導(dǎo)通的幾率，減少組件的PID衰減現(xiàn)象，提高組件質(zhì)量，延長組件使用壽命。
【專利說明】-種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏領(lǐng)域，具體地，涉及一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo) 衰減的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著多晶硅太陽電池組件與電站的不斷應(yīng)用與發(fā)展，太陽電池組件在應(yīng) 用過程中所出現(xiàn)的問題也逐漸呈現(xiàn)出來。人們在對多晶硅太陽電池組件進(jìn)行測試認(rèn)證時 發(fā)現(xiàn)了組件的功率有衰減的現(xiàn)象，并將這種衰減命名為潛在電勢誘導(dǎo)衰減（PID)。PID由 Sunpower公司在2005首次提出，其原理是組件在長期高壓作用下，玻璃與封裝材料之間存 在漏電流，大量電荷聚集在電池表面，使電池表面的鈍化效果減弱，導(dǎo)致FF，Jsc，Voc降低， 使組件性能低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。造成PID現(xiàn)象的原因較多較復(fù)雜，其中一種原因是電荷流動和 聚集是因為組件在長期使用后，水分子進(jìn)入組件中，從而形為電荷從正電極到負(fù)電極導(dǎo)通 的介質(zhì)，進(jìn)而出現(xiàn)了電勢誘導(dǎo)衰減現(xiàn)象。此種衰減造成了組件及系統(tǒng)使用壽命縮短，組件質(zhì) 量下降等不良后果，嚴(yán)重的影響了目前多晶硅太陽電池組件的品質(zhì)，阻礙了光伏行業(yè)的進(jìn) 一步發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過多晶硅太陽電池生產(chǎn)過程中在電池 邊緣涂覆絕緣材料，進(jìn)而預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減方法。
[0004] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電 勢誘導(dǎo)衰減的方法，包括以下步驟： (1) 將高分子絕緣材料加熱為液體熔融狀態(tài)，利用密度為20至30Kg/m--的海綿吸附該 液體熔融狀態(tài)的高分子絕緣材料； (2) 用吸附有高分子絕緣流體材料的海綿在分選后的電池邊緣均勻涂抹一層厚度為 0. 22至0. 28mm的絕緣流體材料； (3) 將涂覆好的電池放置在載片盒里靜置，利用波長為0. 20至0. 30微米的紫外光照射 70秒至150秒后，使電池表面的絕緣材料固化； (4) 待電池表面的絕緣材料固化后，將電池進(jìn)行組件進(jìn)行封裝。
[0005] PID效應(yīng)是一種在組件上面加上高強(qiáng)度負(fù)電壓而使組件性能降低的現(xiàn)象。PID測 試，將組件連接到1000伏特的電壓上，在一定的溫度和濕度條件下，連續(xù)通電一定的時間， 最后監(jiān)測組件的前后功率的衰減和EL。在過去的幾十年里，由于系統(tǒng)偏壓而引起組件功率 大幅衰減，有的衰減甚至超過50%，而從組件外觀上卻看不到任何缺陷。當(dāng)太陽能發(fā)電系 統(tǒng)的一端接地時，距離接地端最遠(yuǎn)的組件對地將產(chǎn)生較高的電勢，美洲接近600V，歐洲接近 1000V。長期泄漏電將使電池片載流子及耗盡層狀態(tài)發(fā)生變化、電路中的接觸電阻受到腐 蝕、封裝材料受到電化學(xué)腐蝕，從而導(dǎo)致大量電荷聚集在電池片表面，導(dǎo)致電池片的鈍化， 致使開路電壓、短路電流和填充因子降低，EL拍攝圖像顯示黑斑等不良現(xiàn)象。一般而言，電 池片功率衰減、串聯(lián)電阻增大、透光率降低、脫層等等影響組件長期發(fā)電量及壽命的現(xiàn)象也 有相當(dāng)部分是因此產(chǎn)生的。影響因素較多，分為內(nèi)外因兩種因素。外因主要體現(xiàn)在環(huán)境氣候 方面；內(nèi)在因素主要表現(xiàn)在制備組件所采用的電池片、封裝材料、背板和玻璃質(zhì)量好壞等。 這樣的誘導(dǎo)衰減機(jī)理有多種解釋，常見的幾種解釋如下，太陽能組件或組件系統(tǒng)在高偏壓 條件下工作時：半導(dǎo)體活性區(qū)受影響，導(dǎo)致分層現(xiàn)象：活性層內(nèi)離子的遷移，導(dǎo)致電荷聚集 或者帶電離子穿過半導(dǎo)體材料表面電荷，影響半導(dǎo)體材料表面的活性區(qū)。嚴(yán)重時離子的聚 集（如鈉離子在玻璃表面的聚集)，會導(dǎo)致分層現(xiàn)象；半導(dǎo)體結(jié)的性能衰減和分流現(xiàn)象：離 子遷移會發(fā)生在活性層內(nèi)，使半導(dǎo)體結(jié)的性能衰減并造成分流；電離腐蝕和大量金屬離子 的遷移現(xiàn)象：通常由于封裝過程中出現(xiàn)的濕氣會造成電解腐蝕和金屬導(dǎo)電離子的遷移。在 現(xiàn)有多晶硅太陽電池組件中沒有意識到電勢誘導(dǎo)衰減的害處，或者即便是知道了電勢誘導(dǎo) 的害處，也采取不了相應(yīng)的措施來預(yù)防或者降低電勢誘導(dǎo)衰減對電池性能的損害，使得電 池的性能降低，造成電池的使用壽命達(dá)不到設(shè)計要求，為了預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在 的電勢誘導(dǎo)衰減，本方案通過多晶硅太陽電池生產(chǎn)過程中在電池邊緣涂覆絕緣材料，利用 絕緣材料來對電池組件與外界高強(qiáng)度負(fù)電壓進(jìn)行隔離，進(jìn)而預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在 電勢誘導(dǎo)衰減，保持多晶硅太陽電池組件的性能穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計的使用壽命，而且高分子絕 緣材料必須是加熱在流體狀態(tài)，才能在多晶硅太陽電池組件邊緣進(jìn)行涂抹，使得其涂覆得 更緊，對于絕緣預(yù)防電勢衰減效果更加明顯。
[0006] 高分子絕緣材料優(yōu)選為PET。PET是指聚對苯二甲酸乙二醇酯，為乳白色或淺黃 色、高度結(jié)晶的聚合物，表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能， 長期使用溫度可達(dá)120°C，電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性 較差，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。本方案采用熔融狀態(tài)下的聚對苯 二甲酸乙二醇酯涂覆在多晶硅太陽電池組件邊緣，使得其涂覆得更緊，對于絕緣預(yù)防電勢 衰減效果更加明顯。
[0007] 高分子絕緣材料優(yōu)選為PMMA。PMM是指聚甲基丙烯酸甲酯，PMM溶于有機(jī)溶劑， 如苯酚，苯甲醚等，通過旋涂可以形成良好的薄膜，具有良好的介電性能，具有較好的抗沖 擊特性。本方案采用熔融狀態(tài)下的聚甲基丙烯酸甲酯涂覆在多晶硅太陽電池組件邊緣，使 得其涂覆得更緊，對于絕緣預(yù)防電勢衰減效果更加明顯。
[0008] 高分子絕緣材料優(yōu)選為PDMS。PDMS是指聚二甲基硅氧烷，液態(tài)時的二甲基硅氧 烷為黏稠液體，稱作硅油，固態(tài)的二甲基硅氧烷為一種硅膠，無毒、疏水性和防水性，惰性物 質(zhì)，且為非易燃性、透明彈性體。PDMS具有良好的絕緣性，耐高電壓，PDMS易于在空氣的界 面上濃縮，使得材料有疏水的自保護(hù)涂層，提高防污防垢性，并且更常用來生產(chǎn)疏水表面， 得到吸水性低的材料，作為保護(hù)涂層。本方案采用熔融狀態(tài)下的聚二甲基硅氧烷涂覆在多 晶硅太陽電池組件邊緣，使得其涂覆得更緊，對于絕緣預(yù)防電勢衰減效果更加明顯。
[0009] 本發(fā)明通過多晶硅太陽電池生產(chǎn)過程中在電池邊緣涂覆絕緣材料，進(jìn)而預(yù)防多晶 硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減。
[0010] 綜上，本發(fā)明的有益效果是：通過在多晶硅電池片四周制備絕緣層的方式，有效降 低電荷在電池片表面富集時正負(fù)電極導(dǎo)通的幾率，減少組件的PID衰減現(xiàn)象，提高組件質(zhì) 量，延長組件使用壽命。

【具體實施方式】 toon] 下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于 此。
[0012] 實施例1 : 在對感光鼓表面充電時，隨著電荷在感光鼓表面的積累，電位也不斷升高，最后達(dá)到" 飽和"電位，就是最高電位。表面電位會隨著時間的推移而下降，一般工作時的電位都低于 這個電位，這個電位隨時間自然降低的過程，稱之為〃暗衰〃過程。感光鼓經(jīng)掃描曝光時， 暗區(qū)(指未受光照射部分的光導(dǎo)體表面）電位仍處在暗衰過程；亮區(qū)(指受光照射部分的光 導(dǎo)體表面）光導(dǎo)層內(nèi)載流子密度迅速增加，電導(dǎo)率急速上升，形成光導(dǎo)電壓，電荷迅速消失， 光導(dǎo)體表面電位也迅速下降。這個過程稱之為〃光衰〃，最后趨緩。
[0013] 在本實施例中，篩選三組初始功率一致的多晶硅太陽能電池組件，并依次編號為 36、37、38,在同一環(huán)境下經(jīng)過100小時靜止后，得到的具體數(shù)值如下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減的方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 將高分子絕緣材料加熱為液體熔融狀態(tài)，利用密度為20至30Kg/m--的海綿吸附該 液體熔融狀態(tài)的高分子絕緣材料； (2) 用吸附有高分子絕緣流體材料的海綿在分選后的電池邊緣均勻涂抹一層厚度為 0. 22至0. 28mm的絕緣流體材料； (3) 將涂覆好的電池放置在載片盒里靜置，利用波長為0. 20至0. 30微米的紫外光照射 70秒至150秒后，使電池表面的絕緣材料固化； (4) 待電池表面的絕緣材料固化后，將電池進(jìn)行組件進(jìn)行封裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減的方法，其 特征在于，所述高分子絕緣材料為PET。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減的方法，其 特征在于，所述高分子絕緣材料為PMMA。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)防多晶硅太陽電池組件潛在電勢誘導(dǎo)衰減的方法，其 特征在于，所述高分子絕緣材料為PDMS。
【文檔編號】H01L31/18GK104319313SQ201410537594
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】林洪峰, 姜麗麗, 吳昕, 龍巍, 蔡蔚 申請人:天威新能源控股有限公司