PID（Potential Induced Degradation）也稱為電勢誘導(dǎo)衰減，是指太陽能電池在長期受到一定的外電壓下發(fā)生功率衰減的現(xiàn)象。

這種現(xiàn)象最早是在2005年由美國公司SUNPOWER發(fā)現(xiàn)的，認為是一種極化效應(yīng)；在2010年，NREL和Solon提出了PID風(fēng)險的普遍性。如今，光伏組件的PID現(xiàn)象是行業(yè)中一個重大問題，在高溫高濕的應(yīng)用場景下功率衰減更為嚴重，嚴重影響了光伏電站的使用壽命。

PID失效的幾種機理：

半導(dǎo)體體結(jié)發(fā)生變化，出現(xiàn)分流現(xiàn)象（PID-s，shunt分流）

1.太陽能電池內(nèi)p-n結(jié)分流，如果通過電池片的電壓為負壓, 邊框正偏壓, 既光伏組件在受到負偏壓時，則漏電陽極離子流入電池片, 半導(dǎo)體內(nèi)出現(xiàn)了雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會形成電池內(nèi)部的導(dǎo)電通道，降低電池的并聯(lián)電阻。目前電站上一般組件邊框都是接地，所以電池片與邊框會形成負偏壓，正面電池產(chǎn)生此類PID現(xiàn)象，戶外恢復(fù)很緩慢。

電離腐蝕和大量金屬離子遷移

2.組件的邊緣部分容易有水氣進入，EVA發(fā)生水解后會生成醋酸，醋酸和玻璃中的Na+，可以生成大量的自由移動的Na+，玻璃表面的鈉離子會通過封裝材料遷移至電池表面，會與電池片表面的銀柵線發(fā)生電腐蝕反應(yīng)，從而腐蝕電池柵線，導(dǎo)致填充低、串聯(lián)電阻高，組件性能衰減，此類衰減不可恢復(fù)。雙玻使用POE屬于非極性分子為飽和鍵不易水解且水汽透過率低，體積電阻率大，很大程度上可以阻隔正電荷離子（比如Na+）向電池片表面遷移速率，在一定程度上降低PID現(xiàn)象。

半導(dǎo)體活性區(qū)受影響，鈍化效果惡化（PID-p，polarization極化）

3.指組件長期在高電壓工作，在蓋板玻璃、封裝材料、邊框之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片形成了與鈍化場相反的電場，使得電池片表面的鈍化效果惡化，此類極化效應(yīng)導(dǎo)致填充因子、短路電流、開路電壓降低，使組件性能低于設(shè)計標準，但此衰減是可逆的。

一、P-PERC雙面雙玻：

對于雙面P-PERC電池，正面一般為PID-s衰減，背面一般為PID-p衰減。

①正面PID-s：

由于戶外電站運行過程中，要考慮防雷措施，組件的邊框是接地的，這樣會導(dǎo)致組件和邊框之間形成負偏壓。負偏壓過程中邊框帶正電，正面玻璃中的Na+會進行遷移。通過實驗發(fā)現(xiàn)，除了玻璃本身中的Na+，電池片制作過程表面污染也會帶來Na+，Na+在電場作用下，穿過玻璃和膠膜，聚集在電池片表面膜層，再銅鼓擴散的的形式進入填充在硅晶體的缺陷（位錯）中，并穿過PN結(jié)，形成PN結(jié)兩端的漏電流通道，這種一般稱為PID-s（PID-shunt分流），比較常見的電池劃傷也可能導(dǎo)致這種PID-s現(xiàn)象。

實驗室結(jié)果，PID-s衰減，會導(dǎo)致電池的并聯(lián)電組變小，漏電流增大，F(xiàn)F也隨之降低，基本符合理論。

如要恢復(fù)這種PID失效，則理論上需要將Na+通過外電壓向外擴散，實驗證明反向電壓下，恢復(fù)很緩慢。

②背面PID-p：

同理在組件和邊框之間形成負偏壓的情況下，加上P-PERC電池的正面少子是空穴、背面少子是電子，背玻中Na+快速聚集到電池片背面膜層，吸引背面少子和背面原有的帶負電鈍化層氧化鋁，導(dǎo)致鈍化效果惡化。這種我們一般稱為PID-p（PID-polarization極化）。另外戶外電站實驗表明越靠近負極輸出端的組件，承受負偏壓越明顯，且PID失效越明顯、越靠近邊框的電池片EL圖像越黑。

實驗室結(jié)果，PID-p衰減，會導(dǎo)致電池的Isc大幅降低，Voc相對降低，基本符合理論。

如要恢復(fù)這種PID失效，可直接進行光照（尤其紫外）或者加反向電壓進行修復(fù)。

二、N型雙面雙玻（和P型結(jié)構(gòu)相反，原理類似）：

對于N型電池，正面一般為PID-s和PID-p衰減，背面一般為PID-s衰減。所以N型的正面PID衰減大于背面衰減。

①正面PID-s：

同樣在組件與邊框形成負偏壓時，正面玻璃中Na+快速涌入膜層，并穿過PN結(jié)，形成PN結(jié)兩端的漏電流通道，從而形成PID-s現(xiàn)象。

①正面PID-p：

同樣在組件與邊框形成負偏壓時，正面玻璃中Na+快速涌入膜層，原本鈍化層Al2O3的負電被Na+吸引，導(dǎo)致正面鈍化效果惡化，從而形成PID-p現(xiàn)象。

②背面PID-s：

同樣在組件與邊框形成負偏壓時，正面玻璃中Na+快速涌入膜層，并穿過PN結(jié)，形成PN結(jié)兩端的漏電流通道，從而形成PID-s現(xiàn)象。

總結(jié)及PID解決方案：

1.PID的失效原因主要是在負偏壓條件下，Na+的破壞。P型和N型電池均會發(fā)生，P型電池主要發(fā)生在背面，N型電池主要發(fā)生在正面，也就是PID主要是因為電荷聚集破壞了電池的正極，導(dǎo)致鈍化效果惡化，引發(fā)衰減。

2.P型的風(fēng)險在于背面、N型的風(fēng)險在于正面，但是由于晶硅電池都是淺結(jié)設(shè)計，所以N型因為漏電陽離子離PN結(jié)更近，影響更大，PID問題更突出。

3.雙面雙玻使用含非極性分子為飽和鍵的POE作為封裝材料，能夠有效減緩PID現(xiàn)象。

4.優(yōu)化電池減反膜SiNx，調(diào)整折射率，增加致密性，一般為2.10比較合適，從而提高抗PID性能。

5.P型雙面雙玻中，透明背板作為背玻，本身很難電離出帶正電的離子，所以在其他材料一致的情況下理論上比雙面雙玻有更好的抗PID效果，前提是做好低水透性能設(shè)計。

6.1對于使用隔離型光伏逆變器的光伏電站中，可通過逆變器負極接地來解決。

6.2對于多臺組串式光伏逆變器構(gòu)成的集中式光伏電站，通過抬升虛擬中性點的電位，使各臺逆變器的組串負極對地電壓接近為0電位以實現(xiàn)PID抑制功能。

6.3對于單臺或多臺組串式光伏逆變器構(gòu)成的分布式光伏電站，采用逆變器內(nèi)置或外置防PID修復(fù)功能模塊，該模塊由交流側(cè)供電，在光伏組串正負極加正向偏置電壓，修復(fù)PID效應(yīng)，可提供自動模式，夜間模式和連續(xù)模式三種輸出方式，一般默認為自動模式輸出，自動模式輸出為系統(tǒng)最高電壓。

三、PID測試小知識

根據(jù)IEC 62804，在實驗室進行負偏壓PID實驗（組件兩端子進行短接后連接電壓負極，邊框連接電源正極），一般選擇在試驗箱進行實驗，實驗條件為溫度60℃±2℃、濕度85%±3%、測試時間96H、施加電壓-1500V。