Các tấm pin mặt trời có thể trải qua một hoặc hai hình thức suy thoái: Suy giảm tiềm năng do cảm ứng (PID) và suy giảm do ánh sáng (LID). PID đề cập đến sự suy giảm do áp suất cao, trong khi LID đề cập đến sự suy giảm do ánh sáng mặt trời. Bài viết này chúng ta hãy cùng làm rõ hơn về vấn đề này nhé!
LID là gì?
LID (Light Induced Degradation – Thoái hóa cảm ứng ánh sáng), có nghĩa là Suy giảm do ánh sáng, là sự mất hiệu suất quan sát được của các mô-đun silicon tinh thể trong vài giờ đầu tiên tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Nó ảnh hưởng đến hiệu suất thực tế so với dữ liệu thử nghiệm flash cuối cùng của nhà máy do các nhà cung cấp mô-đun PV cung cấp.
Thông thường, điều này xảy ra vào đầu giờ sáng khi các tấm nhận được ánh sáng mặt trời. Có ba loại LID chính: BO-LID có nguồn gốc từ Oxygen, LeTID (Sự suy giảm do ánh sáng và nhiệt độ cao gây ra) do nhiệt độ cao và ánh sáng tăng lên, và UVID (Sự suy giảm do tia cực tím) gây ra bởi ánh sáng cực tím. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về hiện tượng LID cơ bản và phổ biến nhất trong các tấm pin năng lượng mặt trời – BO-LID.
Lý do gây ra hiện tượng LID
LID là do sự hiện diện của oxy vết trong silicon nóng chảy trong quá trình Czochralski để thu được các tinh thể silicon. Do tác dụng của sự chiếu sáng, những O2 tích điện dương này có thể khuếch tán qua mạng tinh thể silic và tái kết hợp với chất nhận pha tạp Bo.
Phức hợp boron-oxy tạo ra các mức năng lượng riêng của chúng trong mạng tinh thể silicon, có thể bẫy các điện tử và lỗ trống, do đó không thể được sử dụng trong hiệu ứng quang điện.
Tổn thất do LID gây ra có liên quan đến chất lượng của quá trình chế tạo tấm wafer, tức là sự phức tạp của quá trình chế tạo tế bào quang điện. Nó có thể làm giảm hiệu suất từ 1% đến 3% hoặc hơn. Hiệu ứng LID chỉ xảy ra trên tấm xốp pha tạp bo loại p thông thường. Các công nghệ độc đáo sử dụng tấm xốp pha tạp loại n, chẳng hạn như tấm wafer chất lượng cao (đắt tiền) như các ô một mặt, không bị ảnh hưởng.
Các tấm pin mặt trời bị cạn kiệt tự nhiên mà không có các electron chạy qua tiếp giáp P-N trong tế bào quang điện. Tế bào quang điện trải qua tỷ lệ hao hụt điện năng khoảng 2% trong năm đầu tiên sử dụng.
Sau đó, một hiện tượng được gọi là ổn định điện năng được cho là xảy ra, có nghĩa là mức độ hao hụt điện năng thấp hơn trong các đời tiếp theo, thường vào khoảng 0,3% đến 0,5%. Điều này cho thấy tốc độ suy thoái ban đầu là nổi bật nhất.
LID của pin năng lượng mặt trời đề cập đến việc mất điện và các hiệu suất khác của tế bào quang điện pha tạp boron loại p tinh thể sau vài giờ đầu tiên tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. LID thường thay đổi trong khoảng 1-3%. Sự phân hủy của các tế bào bởi ánh sáng mặt trời phụ thuộc nhiều vào chất lượng của các tấm wafer được tạo ra và là kết quả của một khiếm khuyết được gọi là “phức hợp oxyboron”.
Làm thế nào để giải quyết hiện tượng LID?
Các tấm pin mặt trời hiện nay được sản xuất dựa trên công nghệ PERC. Công nghệ này cung cấp cho pin hiệu suất cao hơn do sự hấp thụ thụ động của các điện tử ở mặt sau của ô PERC, nhưng tổn thất do BO-LID được ước tính tăng 5% mỗi ô. Các nhà khoa học đã phải vật lộn để tìm ra giải pháp cho vấn đề “độ nhạy” của tấm PERC, đáng chú ý là trong một nghiên cứu năm 2006 của Alex Herguth. Nghiên cứu đã chứng minh các phương pháp tái tạo do ánh sáng gây ra. Áp dụng phương pháp này vào thực tế, chúng ta có các giải pháp cho hiện tượng LID như: dòng điện từ hoặc chùm tia sáng. Các hình thức chiếu chùm bao gồm đèn halogen, đèn LED, tia laze hoặc các nguồn sáng khác.
Trong đó, phương pháp chiếu tia laze được đánh giá là hiệu quả nhất, thời gian ngắn nhưng giá thành cao, còn lại các phương pháp chiếu tia này đòi hỏi nhiều thời gian hơn nhưng chi phí không quá rẻ. Phương pháp tiêm dòng điện từ là phương pháp rẻ nhất, nhưng cũng mất nhiều thời gian nhất.
>> Tham khảo thêm :Tìm hiểu về công nghệ Multi-Busbar
PID là gì?
Trong khi LID là sự sụt giảm hiệu suất do quang học gây ra, PID (độ dốc có thể gây ra) là sự sụt giảm hiệu suất tiềm ẩn có thể xảy ra trên pin và tăng nhanh chóng chỉ trong vài giây. Sau đó, hiện tượng PID ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn bộ hệ thống. Hình ảnh dưới đây cho thấy các ô pin màu đen bị ảnh hưởng bởi quá trình PID.
Có hai loại PID, đó là PID-s và PID-p.
Quá trình PID-s được mô tả như sau: pin gần đầu âm của chuỗi chủ yếu xuất hiện ở trạng thái PID. So với khung bảng được nối đất, điện áp catot (VD -200V) tạo ra lực điện trường cho phép các ion dương trong tấm bịt mạnh (Na +) đi vào các ô pin. Trong quá trình này, các ion Na + sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn điện hóa tế bào pin, dẫn đến giảm dung lượng của tấm pin.
Quá trình PID-p được mô tả như sau: Khi điện áp cao, các điện tử di chuyển ra ngoài khung bảng và được nối đất.
PID-s và PID-p có thể khôi phục hoặc không thể khôi phục, do đó, hiệu suất tổng thể của hệ thống rất dễ bị suy giảm.
Lý do gây ra hiện tượng PID
PID gây ra bởi điện áp cao từ 1000V trở lên, cũng như nhiệt và độ ẩm, vì hầu hết các tấm pin mặt trời tiếp xúc với sự kết hợp của các yếu tố này trong suốt thời gian tồn tại của chúng. Tuy nhiên, hiệu ứng PID không xuất hiện trên tất cả hoặc thậm chí hầu hết các tấm pin mặt trời.
Sự tích tụ của chất bẩn và sự xuống cấp của thủy tinh có thể xúc tác sự giải phóng các ion natri. Các mô-đun đã trải qua quá trình xuống cấp này thường chứa nhiều ô đen không có chức năng và được tìm thấy gần khung. Lý do điều này xảy ra là có rất nhiều điện tử chạy qua các ô này do sự khác biệt về điện áp trên khung.
PID ảnh hưởng đến các ion của pin mặt trời và làm giảm công suất đầu ra của pin mặt trời. Trong một số trường hợp quan trọng, PID làm giảm điểm công suất mô-đun tối đa (MPP) và điện áp mạch hở (Voc), đồng thời giảm điện trở shunt.
Tiêu chuẩn IEC 62804 được thiết kế để đánh giá khả năng của mô-đun quang điện chịu được điện áp cao mà không làm giảm hiệu suất. Phương pháp được đề xuất liên quan đến việc giảm mô-đun PV xuống độ lệch điện áp một chiều là 1000V ở độ ẩm 85% rH và nhiệt độ 60 ºC trong 96 giờ. Biểu đồ hiển thị xếp hạng Pmpp / W (Pmpp là công suất tối đa của pin) và hình ảnh bảng hiển thị sự phát quang điện trước và sau khi thử nghiệm
Như có thể thấy từ biểu đồ trên, PV bị mất khoảng 25% công suất trong quá trình kiểm tra PID. Theo IEC 60924, để mô-đun đáp ứng tiêu chuẩn yêu cầu, phép đo này không được vượt quá 5%. Có thể nói rằng có sự khác biệt giữa các mô-đun PV. Tuy nhiên, các tiêu chí trên dựa trên việc thử nghiệm một số lượng lớn các tấm pin quang điện khác nhau.
Sự tương tác của các tấm pin mặt trời với môi trường lắp đặt xung quanh dẫn đến PID. Vì không thể thay đổi môi trường lắp đặt, nên cách dễ nhất để ngăn ngừa PID gây hại cho các tấm pin mặt trời là chọn các sản phẩm có chất lượng sản xuất chống PID được tích hợp sẵn.
Sử dụng pin được chứng nhận IEC 62804 “Mô-đun quang điện (PV) – Phương pháp thử nghiệm để phát hiện nhúng tiềm năng cảm ứng (PID)”. Với tiêu chuẩn này, các nhà sản xuất phải lựa chọn cẩn thận các thành phần pin năng lượng mặt trời và tối ưu hóa quy trình sản xuất của họ.
Làm thế nào để giải quyết hiện tượng LID?
Các tấm pin mặt trời hiện nay được sản xuất dựa trên công nghệ PERC. Công nghệ này mang lại hiệu quả cao hơn cho pin do sự hấp thụ thụ động của các điện tử ở mặt sau của ô PERC, nhưng tổn thất do BO-LID ước tính tăng 5% mỗi ô. Các nhà khoa học đã phải vật lộn để tìm ra giải pháp cho vấn đề “nhạy cảm” của tấm PERC, đáng chú ý là trong một nghiên cứu năm 2006 của Alex Herguth – nghiên cứu đã chứng minh các phương pháp tái tạo do ánh sáng gây ra.
Áp dụng phương pháp này trong thực tế, chúng ta có các giải pháp cho các hiện tượng LID như: dòng điện từ hoặc chùm tia sáng. Các hình thức chiếu chùm bao gồm đèn halogen, đèn LED, tia laze hoặc các nguồn sáng khác. Trong đó, phương pháp chiếu tia laze được đánh giá là hiệu quả nhất, thời gian ngắn nhưng giá thành cao, còn lại các phương pháp chiếu tia này đòi hỏi nhiều thời gian hơn nhưng chi phí không quá rẻ. Phương pháp tiêm dòng điện từ là phương pháp rẻ nhất, nhưng cũng mất nhiều thời gian nhất.
Ý nghĩa của PID và LID trong tính toán đầu ra hệ thống
Vì PID và LID là hai nguồn khác nhau của sự suy giảm tế bào PV trong các tấm pin mặt trời, nên xem xét cẩn thận các xếp hạng của tấm pin liên quan đến các hiện tượng này. Mặc dù các hiện tượng này có thể được các nhà sản xuất biết rõ nhưng chúng thường bị bỏ qua, ảnh hưởng đến tuổi thọ của các tấm pin năng lượng mặt trời.
Việc đánh giá PID và LID đặc biệt quan trọng để dự đoán chính xác về sản xuất năng lượng. Nếu không xem xét PID và LID, Pin năng lượng mặt trời sẽ được coi là hoạt động thấp hơn hiệu suất được đánh giá.
Chọn tấm pin mặt trời và vật liệu chất lượng
Sau khi phân tích, khi tấm pin tiếp xúc với môi trường bên ngoài dễ xảy ra hiện tượng LID, trong quá trình hoạt động cũng sẽ bị hiện tượng PID do thông số biến tần, tấm pin và các nguyên nhân khác … Do đó, hãy chọn pin đáp ứng các tiêu chuẩn thử nghiệm Sản phẩm IEC tin rằng việc sử dụng các vật liệu phù hợp và chất lượng cao là một yếu tố đảm bảo hiệu suất và sự an toàn của hệ thống điện mặt trời.
Ngoài ra, việc sử dụng dịch vụ bảo hành để thường xuyên đánh giá hiệu suất của pin mặt trời và hệ thống giúp ngăn ngừa mức độ hao mòn cao nhất của hệ thống.
NGỌC BẢO hiện cung cấp vật liệu sản xuất điện mặt trời hàng đầu thế giới, được các chủ đầu tư của nhiều dự án quy mô lớn lựa chọn như Jinko Solar, Trina Solar Panels; Huawei, Sungrow Power Adapters; LS, Cadivi Power Cables.,… Đồng thời NGỌC BẢO cũng cung cấp các giải pháp – đưa ra các gói dịch vụ phù hợp với các nhu cầu khác nhau. Chúng tôi có đội ngũ nhân viên, kỹ thuật nhiệt tình, chuyên nghiệp, luôn mong muốn khách hàng có được sự an tâm nhất khi lựa chọn sản phẩm và dịch vụ của NGỌC BẢO.
Để được tư vấn chi tiết hơn về việc lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời từ A-Z, xin hãy liên hệ ngay với chúng tôi theo thông tin dưới đây:
_______________
CÔNG TY TNHH PHÂN PHỐI NGỌC BẢO
📌Chuyên: Cung cấp cáp điện mặt trời; cáp tín hiệu, điều khiển; cáp chống cháy, cáp hàn…; cáp mạng; bộ lưu điện; thang-máng cáp.
📞Hotline: 0858.680.680
🏠Địa chỉ: 62A Phạm Ngọc Thạch, Quận 3, TP.HCM
✉Email: info@ngocbao.asia