光伏电池在长期运行中会出现多种形式的性能衰减,其中光致衰减(LID)和热辅助光致衰减(LeTID)是最受关注的两种早期衰减现象。两者机理不同、检测方法各异,若不加区分极易误判。本文对比分析LID与LeTID的机理、检测技术和工程应对策略。

一、LID衰减的机理与检测

  LID主要发生在P型掺硼单晶电池中,其机理是光照激发下,硼与氧形成的B-O复合体成为有效的少子复合中心,导致电池开路电压和功率下降。LID衰减通常在电池初次受光照的24-48小时内快速发生,衰减幅度可达2%-4%,随后趋于稳定。LID的标准检测方法为IEC 61215-1-1中规定的光浸处理(Light Soaking),即在标准测试条件辐照下连续照射电池或组件规定时长,期间定期测量IV曲线,记录功率随光照时间的衰减曲线。检测结果可评估电池的LID敏感程度,也可用于验证抑制措施的有效性。

二、LeTID衰减的机理与检测

  LeTID是近年来在PERC电池中被大量关注的衰减现象,其表现为电池在光照和温度共同作用下发生的缓慢衰减,通常在数十至数百小时内达到峰值,随后可能出现部分恢复。LeTID的机理尚未完全统一,普遍认为与氢在电池体内的迁移和金属杂质的复合行为有关。LeTID的检测需要在控温环境下进行长时间光浸,典型条件为75℃、1个太阳辐照度下照射600-1000小时,并通过周期性IV测试绘制衰减-恢复曲线。由于LeTID测试周期长、耗能高,测试成本显著高于LID测试。

三、两者的异同与检测技术要点

  LID与LeTID的关键区别在于:LID由硼氧复合体主导,衰减快、幅度有限、基本不可恢复;LeTID由氢相关缺陷主导,衰减慢、幅度可能更大、存在恢复阶段。在检测层面,两者都对测试环境(温度、辐照度)敏感,需要精确控温控光;在样品层面,LeTID测试必须避免组件自热,否则测试结果将严重失真。工程实践中,可先通过短时LID测试筛选敏感电池,再对候选电池进行LeTID长测;对于组件级检测,应优先采用温控光浸箱,确保电池温度稳定在设定范围。

四、结语

  LID与LeTID的区分是光伏电池和组件品质鉴定的重要课题。随着PERC、TOPCon等P型电池工艺的优化以及N型电池的推广,LID问题已大幅缓解,LeTID则成为新的质量控制焦点。建立标准化的加速检测方法、开发快速评估手段,是光伏产业持续提升产品可靠性的重要方向。