日本產業技術綜合研究所(以下簡稱產綜研)3月18日宣布,開發出了不容易發生PID劣化現象的CIGS型化合物類光伏電池板。PID是Potential Induced Degradation的縮寫,意思是潛在電勢誘導衰減,這種現象會導致光伏電站發電量下降。
PID現象是將電池板串聯起來在高電壓下使用時出現的性能劣化現象,會導致發電量大幅下降。2005年中國光伏電池板廠商首次報告了這一現象,之后歐美的光伏電站也發現了輸出功率大幅下降的現象,成為一大問題。
出現PID現象原因是,在溫度較高且濕度較大的條件下,如果光伏電池板承受高電壓,鈉離子就會從玻璃基板擴散到密封材料中,從而侵入電池單元(發電元件)的表面及內部。
產綜研此次開發的CIGS光伏電池板并未使用通常的EVA作為密封材料,而是使用了離聚物樹脂(在乙烯與異丁烯酸的共聚物中加入少量的金屬離子、使分子間交聯的樹脂)。產綜研通過PID試驗發現,這種CIGS光伏電池板的抗PID性能高于硅類光伏電池板。此外,通過使用體積電阻率高的離聚物作為密封材料,進一步提高了抗PID性能。
截至目前,日本的百萬瓦級光伏電站還沒有發現因PID現象導致劣化的案例。不過,長期穩定的發電對收益有很大影響,因此,估計今后這種現象會越來越受關注。
CIGS光伏電池使用由銅(Cu)、銦(In)、硒(Se)、鎵(Ga)、硫(S)這5種元素構成的化合物半導體,可通過厚度僅2μm的光吸收層實現充分的光吸收,并且基板還可使用便宜的玻璃和金屬薄膜,因此作為成本低且可獲得高轉換效率的光伏電池備受關注。CIGS光伏電池方面,Solar Frontier(東京都港區)已啟動年產900MW的量產工廠,日本的光伏電站也已陸續開始采用。(記者:中西 清隆,日經BP清潔技術研究所)