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　　►碲化镉CdTe组件具有1-4个月的随温度影响的亚稳态波动，然后稳定持续衰减。

　　

　　►铜锌锡硫CIGS组件具有1-12个月无规律的亚稳态波动，然后稳定持续衰减。

　　

　　►非晶薄膜a-Si组件具有年度周期性的光致衰减，加上稳定的持续衰减。

　　

　　为什么稳定性问题极其重要?

　　

　　历史已经翻开了新的一页，和火电比较，光伏发电的度电成本已经更低;现在的焦点是，在成本不是问题的情况下，光伏发电如何挑战稳定的火力发电?不稳定性来至于两方面：首先是看天吃饭，其次是组件本身不稳定。而组件稳定性本身也包含两个层面：由组件材料和结构引起的共性的“内秉的”随时间变化的规律;以及热斑、掉栅、裂痕之类的个体质量问题。

　　

　　组件稳定性的问题，再怎么提也不为过。数不清的做光伏电站投资的朋友吐槽：最头疼的问题就是计算电站的长期收益。气候变迁本来就很难估计了，安装运维水准本来就参差不齐，各种组件还不稳定，谁能估计一段时间能发多少电，鬼才知道投资回报率是多少。

　　

　　其实这个问题，又可以分为两个层面。首先当然是少衰减一点，多发点电，多挣点钱;如果衰减没办法，那退而求其次，至少让我知道衰减的规律，无论从系统协调还是投资收益的角度，尽量减少不确定性。

　　

　　知道衰减的规律，在某种程度上和抑制衰减同等重要。

　　

　　做标准做认证的大牛TUV莱茵和做薄膜的大牛亥姆霍兹Julich研究中心最近就搞了这么个大比武，2年多时间监测了c-Si，HIT，CdTe，CIGS，a-Si组件在沙漠、热带、地中海、温带几个地区的性能状况(ProgressinPhotovoltaics,Schweiger,2017)。关公战秦琼的事情也能揉到一起，看起来可谓非常过瘾。

　　

　　如何标定稳定性?

　　

　　标定稳定性，首先就要给性能指标确定一个比较的标准。和标准测试条件STC不同，湿热、干热、湿冷、干冷地区光照条件温度状况差的不是一星半点，怎么比较孰优孰劣?这里就要祭出法宝国际标准IEC60891了。这是一个神奇的标准，通过复杂的换算(此处略去一千字和十几个公式)，结合辐照仪和温度计，将实测I-V曲线推演到STC条件下的I-V，从而摘出发电功率，效率，开压，短路电流，填充因子等重要参数。这样不管是在沙哈拉大沙漠还是热带雨林，不用把组件搬回实验室，现场测量，经过处理，就可以横向比较了。

　　

　　稳定性哪家强?

　　

　　晶体硅

　　

　　晶体硅市场份额90%不是没有道理的。无论是同质结还是异质结晶体硅，基本上在一个稳定可预测的范围之内。没有亚稳态，同质结(单晶或者多晶硅)每年衰减不超过0.5%，异质结不超过1%。
 

　　
 

　　碲化镉CdTe

　　

　　稳定性相对惨淡一点点，但还不是不可知。一般来说热退火效应可以提升一点点性能，直到亚稳态结束。这里从温差比较大的德国和意大利能看出明显的性能周期(夏天好一点，冬天差一点)，而暴热的美国亚利桑那大沙漠和印度钦奈直接加速老化，迅速结束了亚稳态，直接开始线性衰减了。
 

　　
 

　　铜锌锡硫

　　

　　最惨淡。不同的厂家、不同的工艺、不同的安装地点，亚稳态可以从1个月持续到12个月，然后开始线性衰减。亚稳态可以给你各种“惊喜”：有性能越来越好的，有越来越差的，有时好时坏的。一般理论认为热退火和光浸润可以提升电池效率，但在现实应用场景中情况比这个复杂得多。目前都表示不太懂，有待研究。。。

　　

　　非晶硅薄膜

　　

　　光衰惨淡，但是至少是稳定的惨淡。光致衰减的Staebler–Wronski效应以及热退火的恢复作用已经研究的比较清楚了，性能指标的可预测程度比较高。

　　

　　拉通了看，整个薄膜电池体系在第一年都有一个亚稳态的问题，而在第二年趋于稳定，进入稳定线性衰减态。
 

　　
 

　　怎么规避不稳定的问题?

　　

　　还是兔子说的，最好没有不稳定的问题，如果不可避免，就需要尽量知道模式是什么。其中亚稳态是个大问题，必须知道亚稳态以后稳定发电性能是多少。我们知道的针对薄膜的老化测试标准IEC61646是针对早期比较热门的非晶和非晶/微晶层叠薄膜电池开发的，其实对CIGS和CdTe电池并不太试用。如果需要了解稳态发电性能，就需要对衰减机理有更多的了解，从而开发出更有效的测试工序来。这方面的研究处于进行时。