組件LeTID的前世、今生和將來

近年來發現的組件光熱誘導衰減現象(LeTID)成為當下組件技術人員的新關注。目前在電站現場觀察到高達7%的衰減率。關於LeTID的測試討論已經很多，不少認證機構已經開始開展這一項目測試服務。

正如多年前的PID測試序列一樣，最終形成一個統一的IEC規範可能有好幾年時間。如何設計一種光照和溫度序列能夠更好地進行LeTID測試，將是今後數年都要持續討論和驗證的問題。

1.LeTID定義

LeTID是光伏組件功率衰減的一種形式，具有幾個獨特的特點：

LeTID通常影響最新的電池技術，如PERC、PERT，不管是單晶或多晶，對傳統電池技術的功率衰減影響較小;

目前實驗室研究發現組件LeTID衰減率能高達10%;

當電池發電達到高溫(超過50°C)時更容易發生;

衰減最終穩定，效率或能恢復，但恢復速度不同，恢復機理不清楚;

2.LeTID測試的重要性

LeTID常常發生在新型電池技術如PERC、PERT等，這些技術近年來正在成為行業主導技術。據統計，PERC電池現在佔據了全球市場的40%以上，預計其市場份額還將大幅增長

對於光伏電站投資者和所有者來說，任何不確定的因素都可能造成其投資收益損失，更何況現在全球光伏電站都在去補貼，留給光伏的收益空間已經很窄。對於投資商、保險機構、業主、採購方都需要一種能被承認的測試結果來規避LeTID的電池衰減風險。

這種風險規避，和十年前對PID的擔心、對組件耐久性的擔心是一樣的。經過多年的試錯和經驗積累，行業對PID、組件及輔材耐久性已經有很好的認識，如今對於新出現的LeTID，自然需要研究機構權威的分析結果。

作為分析結果的衰減率數據，對於精確的電站發電性能建模至關重要。如果沒有經過充分驗證的第三方數據，工程師只能用最保守的估計來判斷LeTID對發電量的影響，這對於項目價值評估和可行性分析是極為不利的。

3.戶外LeTID情況

不少獨立研究都報導了戶外LeTID的存在，儘管公開的電站衰減數據有限，但是眾多研究表明，新型技術組件在炎熱氣候條件下衰減增加。高功率組件帶來更高的組件工作溫度，也能影響到LeTID的發生。目前已有報導稱：

安裝在塞浦路斯的光伏組件三年內的發電損失為7%;

同樣的組件安裝在德國有2.5%的發電損失。

4.LeTID與LID比較

LeTID與大家熟知的LID有何區別?相同之處是兩者都是經光輻照之後產生，但其衰減模式是完全不同的。

5.LeTID測試方法

關於LeTID的測試方法不少研究機構都有報導，其難度在於如何設計一種模擬戶外環境條件，同時能確保組件衰減僅為LeTID引起，沒有導致組件其它的衰減機理產生。行業通常接受相對溫和的測試條件，比如僅用高溫避免潮濕，以免產生PID。大家普遍採用的方法包括以下測試步驟：

1. 初期檢查：初期檢查不僅是了解送測組件的外觀，還要詳細了解組件的材料清單、工藝過程，甚至是電池的製造過程。最主要是處於研究者的考慮，在了解LeTID的形成機理前，研究機構除了檢測，還需要了解製程。

2. 光浸潤：和其它組件測試一樣，用於LeTID測試的組件首先需要經過光浸潤，消除LID的影響，這和IEC 61215的測試要求一樣。經過LID後，測試組件的起始性能。

3. LeTID測試：完成LID測試後，將組件置於75°C的環境試驗箱中，並用直流電源通以弱電流162小時，電流值參照組件的最大功率點的測試值。

4. 性能檢測：完成步驟3後檢查外觀、測試IV性能、濕漏電、EL，並分析功率損失是否與LeTID相關。

5. 重複步驟3兩次以上，總試驗時間達到486小時(相當於塞浦路斯戶外1.6年實證)。每162小時測試一次性能。

6.LeTID的測試結果示例

LeTID測試過程模擬得不好，會導致其它衰減的發生，因而衰減率更高。在前述測試條件下，一些機構的測試結果示例如下：

圖：LeTID測試前後的組件功率衰減

(右圖中電池片發黑說明了經過測試後的電池片變化)

7.關於LeTID的更多工作

不少公司對LeTID已經開展深入的研究，新南威爾士大學(Universityof New South Wales,簡稱 UNSW) 2018年11月發布的一份研究報告顯示,阿特斯基於黑矽和多晶PERC技術的P4組件的開路電壓(Voc)在166小時的輻照、75°C測試條件下,只有0.3%的衰減。這個測試結果佐證了阿特斯P4組件優異的抗LeTID衰減性能。據悉阿特斯已經累計交付超過2.6吉瓦抗LeTID高效PERC組件。

但光伏行業對於一個新衰減機理的認識、新測試序列的定義和新標準的起草非常慎重，一方面是因為這個行業很新，沒有太多的應用數據和實踐，另一方面這個行業需要更多的數據來解釋。通常在標準草案出來之前，不少第三方測試機構已經在開展業務並積累經驗。目前關於LeTID的測試方法和標準草案已經在準備，TÜV南德、CSA、CQC、天合、阿特斯以及一些電池供應商都已經在參與。

索比光伏網(solarbe.com)責任編輯：肖舟