1. التعريف والمبدأ

- يشير PID إلى ظاهرة تدهور أداء الوحدة في وحدة الطاقة الكهروضوئية بسبب وجود فرق جهد بين الخلية والإطار في بيئة رطبة. عندما يكون فرق الجهد داخل الوحدة كبيرًا بما يكفي، فإنه يتسبب في هجرة الأيونات الموجودة في مادة التغليف، على سبيل المثال، تهاجر أيونات الصوديوم من سطح الزجاج إلى جانب أشباه الموصلات من النوع n للخلية، مما يُغير الخصائص الكهربائية للخلية، مثل انخفاض عامل التعبئة، وجهد الدائرة المفتوحة، وتيار الدائرة القصيرة.

2. العوامل المؤثرة

- جوانب هيكل المكونات

تؤثر مادة التغليف وهيكل الوحدة على ظاهرة PID. على سبيل المثال، تزداد احتمالية حدوث ظاهرة PID عند استخدام إطار من الألومنيوم مع رداءة جودة مادة الختم. ويرجع ذلك إلى ارتفاع النشاط الكهروكيميائي لإطار الألومنيوم، وسهولة تحفيز هجرة الأيونات عند وجود فرق جهد.

العوامل البيئية الخارجية

تُفاقم البيئات ذات الرطوبة العالية ودرجات الحرارة المرتفعة ظاهرة PID. تُوفر الرطوبة العالية الظروف البيئية اللازمة لهجرة الأيونات، بينما تُسرّع درجات الحرارة المرتفعة حركة الأيونات. بشكل عام، تزداد احتمالية حدوث PID وشدته في البيئات ذات الرطوبة النسبية الأعلى من 85% ودرجات الحرارة بين 60 و80 درجة مئوية. ° ج.

جوانب النظام الكهربائي

ترتبط طريقة تأريض مصفوفة الألواح الكهروضوئية، وطريقة توصيل وحداتها على التوالي والتوازي، أيضًا بـ PID. إذا كان التأريض ضعيفًا أو لم يكن توزيع الأقطاب الموجبة والسالبة مناسبًا عند توصيل الوحدات على التوالي، فسيؤدي ذلك إلى فرق جهد كبير بينها، مما يؤدي إلى تفعيل PID.

3. تدابير الوقاية والحل

-مستوى المكون*

استخدم مواد مقاومة لـ PID، مثل أغشية التغليف اللاصقة الخاصة. بعض أغشية التغليف اللاصقة عالية الأداء تتميز بموصلية أيونية منخفضة، ويمكنها منع انتقال الأيونات بفعالية.

- تحسين توزيع المجال الكهربائي بين الخلية والإطار أثناء عملية تصميم وتصنيع الوحدة لتقليل توليد فرق الجهد.

مستوى النظام

- إن التصميم المعقول للتأريض لمصفوفات الطاقة الشمسية، مثل استخدام التأريض السلبي، يمكن أن يقلل من الإمكانات على سطح الوحدة، مما يقلل من احتمالية حدوث PID.

- قم بتثبيت أجهزة إصلاح PID التي يمكنها تطبيق جهد عكسي على الوحدة في الليل أو عندما يكون الضوء ضعيفًا، مما يؤدي إلى إعادة الأيونات المهاجرة إلى مواقعها الأصلية وبالتالي استعادة أداء الوحدة.

II. التحلل الناجم عن الضوء (LID)

1. التعريف والمبدأ

يشير مصطلح LID إلى ظاهرة الانخفاض التدريجي في أداء وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية عند التعرض للضوء لفترات طويلة. في وحدات الطاقة الشمسية السيليكونية البلورية، يعود ذلك أساسًا إلى تكوين معقدات البورون-الأكسجين في رقائق السيليكون عند التعرض للضوء، مما يؤدي إلى زيادة في معقد ناقلات الأقلية. في السيليكون البلوري من النوع p، يُعد البورون عنصرًا شائعًا في التنشيط، ويُشكل معقدات البورون-الأكسجين عند وجود الأكسجين. تعمل هذه المعقدات كمصائد، حيث تحبس ناقلات الأقلية، مما يُقلل من عمرها الافتراضي، مما يُقلل بدوره من كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلية.

2. العوامل المؤثرة

-جودة رقاقة السيليكون

يؤثر محتوى الشوائب وعيوب البلورات في رقاقة السيليكون على درجة LID. إذا كان محتوى البورون في الرقاقة مرتفعًا جدًا أو كانت هناك عيوب بلورية أكثر، مثل الخلع، فسيؤدي ذلك إلى تسريع حدوث LID.

- شدة الضوء ومدته

- شدة الضوء العالية ومدة التعرض الطويلة تجعل ظاهرة LID أكثر وضوحًا. بشكل عام، في ظل ظروف الاختبار القياسية (STC)، ستنخفض طاقة الوحدة تدريجيًا مع تراكم وقت التعرض للضوء.

3. تدابير الوقاية والحل

- عملية تصنيع رقاقة السيليكون

تحسين عملية تنقية رقائق السيليكون لتقليل محتوى البورون وعيوب البلورات. على سبيل المثال، يُمكن تحسين نقاء رقائق السيليكون من خلال اعتماد تقنيات نمو البلورات الأكثر تطورًا، مثل طريقة سيمنز المُعدّلة.

- تصنيع الوحدات وتشغيل النظام

في عملية تصنيع الوحدات، يمكن استخدام بعض تقنيات المعالجة المسبقة، مثل المعالجة بالتلدين الضوئي. من خلال تعريض المكونات للإشعاع المسبق تحت شدة ضوء وظروف زمنية محددة، يمكن تحفيز تكوين مُركّب البورون-الأكسجين مُسبقًا، مما يُؤدي إلى استقرار نسبي في بداية الاستخدام العادي للمكونات، وتقليل فقدان LID اللاحق.

أثناء تشغيل النظام، صُمم نظام تبديد الحرارة للمكونات بشكل معقول، لأن ارتفاع درجة الحرارة يُفاقم ظاهرة التفريغ الكهربائي. يُحسّن تبديد الحرارة الجيد أداء المكونات في بيئات ذات درجات حرارة عالية.