国立先进产业技术综合研究所 [会长 中钵良二]（以下简称“AIST”） 太阳能研究中心 [研究中心主任 松原浩二] 模块可靠性小组 [研究小组组长 增田厚] 原小次郎 研究小组成员为信越化学株式会社 [代表董事 森] 由信越化学与顺三共同开发]（以下简称“信越化学”）太阳能模块对于硅胶我们对使用密封剂的太阳能电池模块进行了评估测试。
使用设置在AIST九州中心（佐贺县鸟栖市）的环境试验机和测量设备，我们对使用新开发的有机硅密封剂的太阳能电池组件进行了高温、高湿试验和温度循环试验，该组件表现出优异的耐久性。另外，使用这种密封材料单晶n型硅太阳能电池当我们进行模块评估测试时，电位诱导退化 (PID)现象引起的输出下降的效果被证实。与传统的有机硅不同，这种密封剂为片状，可用于太阳能电池模块制造过程中使用的常见设备。未来，预计该产品将有助于扩大包括单晶n型硅太阳能电池组件在内的恶劣环境下太阳能发电系统的引进，并提高长期可靠性。
详情将于2015年6月23日至24日在筑波国际会议中心（茨城县筑波市）举行的2015年AIST太阳能研究成果报告会上公布。
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| 使用所开发有机硅封装材料的单晶n型硅太阳能电池模块PID测试前后的电气特性（左）电致发光 (EL)图片（右） |
太阳能发电系统是巨型太阳能等大型发电、50千瓦以下的小型发电以及住宅系统。此外，近年来，太阳能发电系统已安装在海洋或沿海地区，要求比过去更恶劣的环境下的可靠性。
此外，由于太阳能电池发电效率的竞争，使用单晶n型硅电池的高效太阳能组件的引入正在增加，主要是在住宅系统中，因此越来越需要评估对PID现象的抵抗力，即向组件施加高电压且输出显着下降。
2009年10月，AIST在2009年10月进行了一项研究项目，旨在阐明太阳能电池模块的劣化机制，并开发具有优异长期可靠性的各种太阳能电池模块材料。高度可靠的太阳能电池模块开发和评估联盟，并与私营公司合作进行研发，直至2014年3月。
信越化学于2012年1月至2014年3月加入该联合体，进行有机硅封装材料的研发。此外，从2014年4月到2015年4月，两家公司利用AIST九州中心的设备，使用有机硅密封剂制造了实用尺寸的太阳能电池模块，并评估了其可靠性。此外PID 测试（AIST 方法）
太阳能电池模块的封装材料采用信越化学开发的有机硅封装材料，封装材料以外的部件（例如太阳能电池）则使用该联盟的标准材料。 42片多晶p型硅太阳能电池串联，真空加热层压机，我们使用片状有机硅密封剂制造了实用尺寸的太阳能电池模块。图1为太阳能电池组件的结构示意图。
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| 图1太阳能电池组件结构图 |
该太阳能电池组件经过高温高湿测试（暴露在85°C和85%湿度的条件下）以评估其耐用性和可靠性，以及温度循环测试（将温度从-40°C升至85°C并从85°C降至-40°C）以评估其耐用性和可靠性。图2显示了高温高湿测试3000小时的输出趋势以及测试3000小时后的EL图像。此外，图 3 显示了温度循环测试中的输出变化以及 600 个测试循环后的 EL 图像。
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| 图 2 高温高湿测试长达 3000 小时的输出转变（左）和测试 3000 小时后的 EL 图像（右） |
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| 图 3 温度循环测试最多 600 个循环的输出转换（左）和 600 个测试循环后的 EL 图像（右） |
在高温高湿测试中，3000小时后输出率为998%（图2），在温度循环测试中，600次循环后输出率为991%（图3）。此外，在EL图像中，除了在测试之前看到的由细胞引起的小暗区之外，没有观察到由于测试引起的劣化进展而产生的新的暗区。太阳能电池组件认证考试的接受标准规定经过1000小时高温高湿试验和200次温度循环试验后，仍能保持初始输出的95%以上。这些测试结果证实，使用有机硅封装材料的太阳能电池模块具有优异的可靠性。
另外，使用有机硅封装材料和产业技术研究院标准使用的单晶n型硅太阳能电池制作了太阳能电池模块（有机硅封装模块），并进行了PID试验。图4是评价的单晶n型硅太阳能电池模块的外观照片。
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| 图4 PID测试用太阳能电池模块外观 |
常用作密封剂来比较测试结果EVA制造了单晶n型硅太阳能电池模块（EVA密封模块）。在PID测试（AIST方法）中，在85℃的温度下，在放置在模块整个玻璃表面上的铝板上向电池施加-1000V的电压2小时，并评估测试前后太阳能电池模块的输出变化。硅胶密封组件和EVA密封组件PID测试前后的电性能和EL图像的比较分别如图5和图6所示。
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| 图5 PID测试前后硅胶密封模块的电气特性（左）和EL图像（右） |
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| 图6 PID测试前后EVA密封模块的电气特性（左）和EL图像（右） |
PID测试前后，硅酮密封模块的电气特性没有变化，EL图像中也没有观察到变化（图5）。另一方面，在EVA密封模块中，在PID测试前后的电气特性中发现输出下降，并且在EL图像中也确认了亮度下降（图6）。通过这种方式，我们发现有机硅封装剂在本研究中使用的 n 型硅太阳能电池中表现出高 PID 耐受性。然而，由于硅太阳能电池根据电池类型和结构的不同，具有不同的PID抵抗力和退化机制，因此未来需要更详细的评估。
推动硅酮封装片的量产，阐明n型硅太阳能电池组件PID现象发生的机理以及硅酮封装胶抑制PID现象的机制。