抗PID高性能太阳能电池技术综述-刘东-国家知识产权局.pdf-solarbe文库

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2017年 2月上抗 PID 高性能太阳能电池技术综述刘东（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215000 ）【摘要】本文主要针对太阳能电池的抗PID 性能这一技术主题，利用 S 系统中的 CNABS 、 CNTXT 、 VEN 、 JPABS 等数据库的检索结果为分析样本，从专利文献的视角对抗PID 太阳能电池技术的发展进行了全面的统计分析，总结了与抗PID 太阳能电池相关的国内外专利的申请趋势、申请人分布以及技术发展分支。【关键词】太阳能电池； PID ；专利文献【中图分类号】 V442 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-4222 （2017 ） 03-0286-01 1 引言 PID （ Potential Induced Degradation ，电势诱导衰减）现象是指太阳能电池组件在工作过程中，特别是在高温潮湿的环境下，太阳能电池组件中的电路与其接地金属边框之间的高强度负电压流经太阳能电池单元，出现的太阳能电池组件功率衰减、性能降低的现象，这是太阳能电池组件特有的现象。本文主要以 CNABS 、 CNTXT 、 VEN 、 JPABS 等专利数据库的检索结果为分析基础，从专利文献的视角对抗 PID 太阳能电池的发展进行了全面的统计分析，总结了与抗 PID 太阳能电池相关的国内外专利的申请趋势、申请人分布以及技术发展分支，并从中得到一定的规律。 2 抗PID 太阳能电池专利申请整体状况通过分析 2005～2014年期间有关抗 PID 太阳能电池的全球专利申请量分布情况，其大致可分为萌芽及缓慢增长期（ 2005～2011年期间）以及快速增长期（ 2012～2014年期间），在萌芽及缓慢增长初期（ 2005～2011年期间）的专利申请都是国外的申请人提出的，中国国内申请人首次提出专利申请则是在 2011年，其表明在萌芽及缓慢增长期中国对于抗 PID 太阳能电池的发展落后于其他国家，而在 2012年以后，中国有关抗 PID 太阳能电池的专利申请趋势总体呈现急剧上升趋势，这表明该时期中国在抗 PID 太阳能电池技术关注较高且发展迅速。 3 抗PID 太阳能电池技术发展分支为了对太阳能电池的抗 PID 性能进行分析，通过 S 系统的中、外专利数据库中关于抗 PID 太阳能电池的专利数据，从中得到相关的抗 PID 太阳能电池的技术发展分支，主要包括以下三个方面（ 1）钝化减反膜的折射率和致密性 2009年，美国的卡利太阳能有限公司提出了一种具有富氧界面的抗极化太阳能电池，其主要公开了太阳能电池表面的钝化减反射膜中具有富氧界面 SiOxNy 层，其具有抗极化作用； 2010年，德国的 Q- 电池欧洲公司提出通过调节钝化减反膜的折射率以避免太阳能电池发生 PID 现象； 2013年，常州天合光能有限公司提出了在钝化减反膜中引入导电非晶硅层，其有效防止电荷堆积而引起的 PID 效应； 2014年，中节能太阳能科技股份有限公司提出了设置硅氧键合物 Si-O 薄层，其减少了电池片表面复合中心，延缓了 PID 效应的发生。（ 2）封装材料的体积电阻率 2010年，日本的三井化学株式会社提出了一种具有高的体积电阻的乙烯 -α -烯烃共聚物，其可以抑制 PID 现象； 2012年，韩国的东丽尖端素材株式会社提出了具有光稳定剂的乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物和具有金属离子捕捉剂的乙烯 -醋酸乙烯酯共聚物； 2014年，中天光伏材料有限公司提出了一种荧光含氟聚合物薄膜，提高了光伏组件的输出功率和组件的抗紫外老化性能，避免了传统光伏玻璃表面钠离子迁移所引起的 PID 现象。（ 3）光伏系统的连接方式 2005年，美国的 Sunpower 公司提出了在电池表面或钝化层和电池之间具有一层带孔的二氧化硅层，形成一个导电通路来防止有害的太阳能电池极化； 2011年，中国台湾的太极能源科技股份有限公司提出了在太阳能组件中设置接地电路以消除 PID 效应； 2012年，常州天合光能有限公司提出了利用水槽浸泡法恢复晶体硅极化组件，通过增加组件整体导电性能并形成均匀等势体，加快极化组件的恢复； 2014年，中利腾晖光伏科技有限公司提出了在光伏组件中设置加热装置和加压装置，通过对光伏组件进行加压、加热干燥处理，有效恢复光伏组件因 PID 现象产生衰减的功率。此外，还包括其他较分散的改进方式，如提出了在框架和玻璃板上覆盖疏水膜、设置塑料材质的支架、电池片受光面设置绝缘层、优化半导体层的设置位置、设置二氧化锆抗 PID 层等方式抑制太阳能电池的 PID 现象。 4 结语基于上述分析可知，太阳能电池的抗 PID 特性的技术研究较为新颖， 2005～2011年期间，有关抗 PID 太阳能电池技术研究处于萌芽及缓慢增长期，相关的专利申请中国外的申请人占据主导地位，而在 2012～2014年期间，相关研究处于快速增长期，由于国内太阳能电池市场需求增大且国内的申请人高度重视太阳能电池相关技术的发展，相关专利申请中国内的申请人逐渐占据了主导地位。此外，通过上述对该方向技术发展分支的研究，有助于了解抗 PID 太阳能电池的发展历程以及未来的发展方向。收稿日期 2017-1-13 论述 286