潛在誘導衰減-分流（PID-s）是光伏（光伏）電池中的主要衰減機制，顯著影響組件性能。為了減緩進一步的衰減，定期監測PID-s至關重要。本研究提出使用紅外（IR）熱成像作為評估技術，IR成像通過可視化溫度分布提供了更快、更有效的方法。實驗測量顯示，光伏組件中電池功率與平均電池溫度之間存在強相關性。因此，IR熱成像可以作為定量研究PID的可行工具。

美能PID潛在電勢誘導衰減測試儀可模擬光伏組件長期在惡劣環境下發生PID衰減后來評估組件的電性能是否能符合要求。

方法論

光伏電池的雙二極管模型（DDM）

雙二極管模型由兩個二極管、一個光生電流源、串聯電阻（Rs）和分流電阻（Rsh）組成。該模型共有七個參數，用于描述光伏電池在不同工作條件下的電氣行為。當光伏電池通過電流源外部偏置時，DDM的組件會在光伏電池內部產生熱量。隨著持續偏置，電池的溫度會上升，直到熱量生成速率等于向周圍環境的熱量損失速率，從而導致電池表面溫度穩定。

通過該模型，研究人員能夠更好地理解PID-s對光伏電池功率輸出和熱耗散的影響，從而為定量研究PID-s提供了理論基礎。

模擬分析

功率輸出和熱耗散的變化

分流電阻（Rsh）對功率輸出和熱耗散的影響：

隨著分流電阻的減小，功率輸出和熱耗散都顯著下降。這表明分流電阻的減小（即PID-s的影響）會導致光伏電池的功率輸出降低，同時熱耗散也減少。

復合電流（J02）對功率輸出和熱耗散的影響：

隨著復合電流的增加，功率輸出和熱耗散都顯著下降。這表明復合電流的增加（即PID-s的影響）會導致光伏電池的功率輸出降低，同時熱耗散也減少。

功率輸出與熱耗散的關系：

功率輸出與熱耗散之間存在一一對應的關系，即功率輸出越高，熱耗散也越高。在PID-s影響下，隨著分流電阻和復合電流的變化，功率輸出和熱耗散都呈現下降趨勢。

實驗驗證

實驗使用的光伏組件

實驗對象：選擇一個包含36個電池的晶體硅光伏組件。

該組件包含36個電池，用于后續的PID測試和性能評估。

PID測試前后的EL成像

PID測試：在氣候室中對組件進行PID測試，施加-1000V應力，溫度為60°C，相對濕度為85%，持續96小時。

在PID測試前后對組件進行電致發光（EL）成像，確認組件的初始狀態和PID-s影響。PID測試后，部分電池不再發射EL信號，表明這些電池受到PID-s的嚴重影響。

PID測試后的IR熱成像

IR熱成像：在穩態條件下，通過外部偏置組件進行逆IR熱成像，獲取組件的溫度分布。

IR熱成像顯示了組件表面的溫度分布。盡管部分電池在EL圖像中不發射信號，但在IR圖像中仍然顯示出溫度分布，表明這些電池仍然存在熱耗散。

平均溫度分布圖

溫度測量：使用IR相機捕獲IR圖像，計算每個電池的平均表面溫度。

通過IR熱成像數據，計算了每個電池的平均溫度，并以溫度分布圖的形式展示。溫度分布圖顯示了不同電池的溫度差異，特別是受PID-s影響的電池溫度較高。

電池功率分布圖

功率測量：移除組件的背板，直接測量每個電池的功率，繪制功率分布圖。

通過移除組件的背板，直接測量了每個電池的功率，并以功率分布圖的形式展示。功率分布圖顯示了不同電池的功率輸出差異，特別是受PID-s影響的電池功率較低。

結果表明，IR熱成像能夠有效檢測嚴重受PID-s影響的電池，提供了一種快速、非破壞性的現場監測手段。通過揭示功率輸出與熱耗散之間的關系，IR熱成像為定量研究PID-s提供了新的視角和方法。未來，隨著技術的進一步優化和應用場景的擴展，IR熱成像有望在光伏系統的性能監測和故障診斷中發揮更加重要的作用，為光伏產業的可持續發展提供有力支持。

美能PID潛在電勢誘導衰減測試儀

美能潛在電勢誘導衰減測試儀ME-PV-PID可與環境試驗箱通訊，模擬高溫、高濕、高鹽堿等惡劣環境下的PID衰減，全面評估組件的長期穩定性。

• 評估光伏組件承受系統偏壓的能力

• 可同時監測多路電壓、泄露電流和絕緣電阻

• 正反向切換直流電源：電壓范圍（-2500~2500V）

符合IEC61215、IEC62804等國際標準

結合美能PID潛在電勢誘導衰減測試儀的應用，可以更精準地模擬和檢測PID-s在實際環境中的影響，進一步提升測試的準確性和可靠性。未來，我們期待紅外熱成像技術與美能PID測試儀的深度整合，為光伏組件的性能監測和故障診斷提供更加完善的技術解決方案。

原文出處：Quantitative Investigation of PID Using Infrared Thermography in Crystalline Silicon PV Module

*特別聲明：「美能光伏」公眾號所發布的原創及轉載文章，僅用于學術分享和傳遞光伏行業相關信息。未經授權，不得抄襲、篡改、引用、轉載等侵犯本公眾號相關權益的行為。內容僅供參考，若有侵權，請及時聯系我司進行刪除。