?碲化鎘CdTe組件具有1-4個(gè)月的隨溫度影響的亞穩態(tài)波動(dòng)，然后穩定持續衰減。
?銅鋅錫硫CIGS組件具有1-12個(gè)月無(wú)規律的亞穩態(tài)波動(dòng)，然后穩定持續衰減。
?非晶薄膜a-Si組件具有年度周期性的光致衰減，加上穩定的持續衰減。
為什么穩定性問(wèn)題極其重要?
歷史已經(jīng)翻開(kāi)了新的一頁(yè)，和火電比較，光伏發(fā)電的度電成本已經(jīng)更低;現在的焦點(diǎn)是，在成本不是問(wèn)題的情況下，光伏發(fā)電如何挑戰穩定的火力發(fā)電?不穩定性來(lái)至于兩方面：首先是看天吃飯，其次是組件本身不穩定。而組件穩定性本身也包含兩個(gè)層面：由組件材料和結構引起的共性的“內秉的”隨時(shí)間變化的規律;以及熱斑、掉柵、裂痕之類(lèi)的個(gè)體質(zhì)量問(wèn)題。
組件穩定性的問(wèn)題，再怎么提也不為過(guò)。數不清的做光伏電站投資的朋友吐槽：最頭疼的問(wèn)題就是計算電站的長(cháng)期收益。氣候變遷本來(lái)就很難估計了，安裝運維水準本來(lái)就參差不齊，各種組件還不穩定，誰(shuí)能估計一段時(shí)間能發(fā)多少電，鬼才知道投資回報率是多少。
其實(shí)這個(gè)問(wèn)題，又可以分為兩個(gè)層面。首先當然是少衰減一點(diǎn)，多發(fā)點(diǎn)電，多掙點(diǎn)錢(qián);如果衰減沒(méi)辦法，那退而求其次，至少讓我知道衰減的規律，無(wú)論從系統協(xié)調還是投資收益的角度，盡量減少不確定性。
知道衰減的規律，在某種程度上和抑制衰減同等重要。
做標準做認證的大牛TUV萊茵和做薄膜的大牛亥姆霍茲Julich研究中心最近就搞了這么個(gè)大比武，2年多時(shí)間監測了c-Si，HIT，CdTe，CIGS，a-Si組件在沙漠、熱帶、地中海、溫帶幾個(gè)地區的性能狀況(ProgressinPhotovoltaics,Schweiger,2017)。關(guān)公戰秦瓊的事情也能揉到一起，看起來(lái)可謂非常過(guò)癮。
如何標定穩定性?
標定穩定性，首先就要給性能指標確定一個(gè)比較的標準。和標準測試條件STC不同，濕熱、干熱、濕冷、干冷地區光照條件溫度狀況差的不是一星半點(diǎn)，怎么比較孰優(yōu)孰劣?這里就要祭出法寶國際標準IEC60891了。這是一個(gè)神奇的標準，通過(guò)復雜的換算(此處略去一千字和十幾個(gè)公式)，結合輻照儀和溫度計，將實(shí)測I-V曲線(xiàn)推演到STC條件下的I-V，從而摘出發(fā)電功率，效率，開(kāi)壓，短路電流，填充因子等重要參數。這樣不管是在沙哈拉大沙漠還是熱帶雨林，不用把組件搬回實(shí)驗室，現場(chǎng)測量，經(jīng)過(guò)處理，就可以橫向比較了。
穩定性哪家強?
晶體硅
晶體硅市場(chǎng)份額90%不是沒(méi)有道理的。無(wú)論是同質(zhì)結還是異質(zhì)結晶體硅，基本上在一個(gè)穩定可預測的范圍之內。沒(méi)有亞穩態(tài)，同質(zhì)結(單晶或者多晶硅)每年衰減不超過(guò)0.5%，異質(zhì)結不超過(guò)1%。
碲化鎘CdTe
穩定性相對慘淡一點(diǎn)點(diǎn)，但還不是不可知。一般來(lái)說(shuō)熱退火效應可以提升一點(diǎn)點(diǎn)性能，直到亞穩態(tài)結束。這里從溫差比較大的德國和意大利能看出明顯的性能周期(夏天好一點(diǎn)，冬天差一點(diǎn))，而暴熱的美國亞利桑那大沙漠和印度欽奈直接加速老化，迅速結束了亞穩態(tài)，直接開(kāi)始線(xiàn)性衰減了。
銅鋅錫硫
最慘淡。不同的廠(chǎng)家、不同的工藝、不同的安裝地點(diǎn)，亞穩態(tài)可以從1個(gè)月持續到12個(gè)月，然后開(kāi)始線(xiàn)性衰減。亞穩態(tài)可以給你各種“驚喜”：有性能越來(lái)越好的，有越來(lái)越差的，有時(shí)好時(shí)壞的。一般理論認為熱退火和光浸潤可以提升電池效率，但在現實(shí)應用場(chǎng)景中情況比這個(gè)復雜得多。目前都表示不太懂，有待研究。。。
非晶硅薄膜
光衰慘淡，但是至少是穩定的慘淡。光致衰減的Staebler–Wronski效應以及熱退火的恢復作用已經(jīng)研究的比較清楚了，性能指標的可預測程度比較高。
拉通了看，整個(gè)薄膜電池體系在第一年都有一個(gè)亞穩態(tài)的問(wèn)題，而在第二年趨于穩定，進(jìn)入穩定線(xiàn)性衰減態(tài)。
怎么規避不穩定的問(wèn)題?
還是兔子說(shuō)的，最好沒(méi)有不穩定的問(wèn)題，如果不可避免，就需要盡量知道模式是什么。其中亞穩態(tài)是個(gè)大問(wèn)題，必須知道亞穩態(tài)以后穩定發(fā)電性能是多少。我們知道的針對薄膜的老化測試標準IEC61646是針對早期比較熱門(mén)的非晶和非晶/微晶層疊薄膜電池開(kāi)發(fā)的，其實(shí)對CIGS和CdTe電池并不太試用。如果需要了解穩態(tài)發(fā)電性能，就需要對衰減機理有更多的了解，從而開(kāi)發(fā)出更有效的測試工序來(lái)。這方面的研究處于進(jìn)行時(shí)。
