近年來，在新能源理念的大力倡導下，太陽能發電裝置逐漸在全世界范圍得到推廣。多晶硅太陽能組件由于其價格合理、性能良好而在市場上占有一定的份額。但是與單晶光伏組件、薄膜光伏組件類似，多晶硅組件在使用過程中同樣會產生或多或少的功率衰減現象。本文主要研究影響多晶硅組件功率衰減的主要因素以及如何降低這些影響因素。

多晶硅光伏組件（如圖1所示）是由玻璃、EVA、電池片、背板、鋁邊框、接線盒、硅膠等主材，按照一定的生產工藝進行封裝，在一定的光照條件下達到一定輸出功率和輸出電壓的光伏器件。組件功率的衰減是指隨著光照時間的增長，組件輸出功率逐漸下降的現象。

其衰減現象可大致分為三類：

• 第一類，由于破壞性因素導致的組件功率驟然衰減，破壞性因素主要指組件在焊接過程中焊接不良、封裝工藝存在缺膠現象，或者由于組件在搬運、安裝過程中操作不當，甚至組件在使用過程中受到冰雹的猛烈撞擊而導致組件內部隱裂、電池片嚴重破碎等現象；
• 第二類，組件初始的光致衰減，即光伏組件的輸出功率在剛開始使用的最初幾天內發生較大幅度的下降，但隨后趨于穩定；
• 第三類，組件的老化衰減，即在長期使用中出現的極緩慢的功率下降現象。

圖1 多晶硅光伏組件的結構示意圖

多晶硅組件功率衰減的原因分析以及試驗驗證

第一類衰減沒有規律，本文不對其分析。本文主要對第二類、第三類衰減現象進行研究分析。

1.第二類衰減的原因分析、試驗對比以及優化措施

導致這一現象發生的主要原因是P型（摻硼）晶體硅片中的硼氧復合體降低了少子壽命。含有硼和氧的硅片經過光照后出現不同程度的衰減。硅片中的硼、氧含量越大，在光照或電流注入條件下產生的硼氧復合體越多，少子壽命降低的幅度就越大，引起電池轉換效率下降。

1）試驗條件以及試驗步驟

本次試驗的條件為：A組采用經過初始光照的電池片，B組采用未經初始光照的電池片，A組和B組使用同樣的玻璃、EVA、背板和同樣的封裝工藝。

生產出的所有組件經紅外隱形裂紋檢測儀探測，并采用3A級脈沖模擬儀測試組件IV曲線，確定組件完好無損，各選擇5塊進行試驗，電池片經過初始光照的組件采用“A-x”進行編號，電池片未經初始光照的組件采用“B-x”進行編號。

分別記錄組件STC狀態下（輻照度1000W/m²,AM1.5）的功率輸出值，之后在同一地點進行室外暴曬試驗,依照IEC61215的室外暴曬試驗要求，使組件受到的輻照總量達60kWh.m^-2。暴曬試驗結束后在同一臺脈沖模擬上測試組件的功率，并進行記錄。

2）試驗結果分析

表1 組件暴曬前后的功率輸出對比

分析表1中的數據可以看出，電池片經過初始衰減的組件，在初始光照下的功率衰減明顯降低。因此可推斷光伏組件的初始光致衰減主要是由電池的初始光致衰減導致的,對電池片進行預光照處理,使電池的初始光致衰減發生在組件制造之前，光伏組件的初始光致衰減就非常小了,完全可以控制在測量誤差之內。同時也大幅度地減少了光伏組件出現熱斑的幾率, 提高了光伏組件的輸出穩定性。

2.第三類衰減的原因分析、試驗對比以及優化措施

此類衰減主要由于電池的緩慢衰減以及封裝材料的性能退化所造成。從組件的結構示意圖中可以看出，組件的主材主要包括電池片、玻璃、EVA、背板等。而導致組件主材性能退化的主要原因是紫外光的照射。

從圖1中看出，玻璃和EVA在電池片的上面，其阻斷紫外線的功能尤其重要，由于目前耐紫外功能較強的玻璃很少，本文中的試驗設計把EVA和背板作為主要原因進行分析。

1）試驗條件以及試驗步驟

本次試驗的條件為：兩組均采用經過初始衰減的電池片和普通鋼化玻璃，C組采用耐紫外功能較強的EVA和背板，D組采用耐紫外功能稍差的EVA和背板，兩組組件采用同樣的封裝工藝。

生產出的組件經過隱裂探測和IV曲線的測試，確定完好無損，各選擇5塊進行紫外老化試驗，主材耐紫外功能較強的組件分別采用“C-x”進行編號，主材耐紫外功能較差的組件采用“D-x”進行編號。試驗之前分別記錄組件STC狀態下（輻照度1000W/m²,AM1.5）的功率輸出值。

依照 IEC61215：2005的實驗要求，組件同時置于紫外試驗箱，維持組件溫度在規定的范圍內（60℃±5℃），使組件經受波長在280nm~385nm范圍的紫外輻射為15kWh.m^-2，其中波長為280nm~320nm的紫外輻照至少為5kWh.m^-2。紫外老化試驗結束后在同一臺脈沖模擬上測試組件的功率，并進行記錄。

2）試驗結果分析

表2 組件紫外老化試驗前后的功率輸出值對比

分析表2中的數據可以看出，采用耐紫外功能較強的主材，組件的功率衰減較低。可能的原因：從實驗結果來看，主材耐紫外功能稍差的組件背板有輕微的黃變現象，并且EVA與背板的剝離強度明顯下降，導致電池片加速老化，因而組件的功率明顯下降。

結論

本文通過對比分析試驗結果，得出以下結論：

（1）多晶硅光伏組件的初始光致衰減主要是由電池的初始光致衰減導致的,因此對電池片進行預光照處理,使電池的初始光致衰減發生在組件制造之前，這樣可提高光伏組件輸出的穩定性。

（2）多晶硅光伏組件的老化衰減，主要由于組件主材的老化所引起，因此采用耐紫外功能較強EVA和背板材料，可以有效降低組件的功率衰減程度。

（摘編自《電氣技術》，原文標題為“影響多晶硅光伏組件功率衰減的原因分析以及優化措施”，作者為吳翠姑、于波 等。）