近几年国内外大规模晶硅光伏系统电站出现潜在电势诱发功率衰减现象（potential induced degradation,简称PID。）,但对衰减机理及影响因素研究的不深入。本文以电站的核心发电单元晶硅组件作为研究对象,从晶硅电池技术及封装材料性能出发,利用规模化产线作为试验平台,从晶硅微观隐裂及位错缺陷、电池扩散及钝化膜工艺、封装材料等三方面出发深入研究对PID衰减规律的影响,分析其衰减机理。主要研究结果总结如下:第一,通过对晶硅不同位错缺陷密度影响PID衰减行为的实验研究,发现硅片内部位错缺陷密度越高,电池组件的开路电压、短路电流、转换效率等电性能下降幅度越大;PID测试后,随着位错密度的增加,电池片并联电阻R_sh下降的越快,功率衰减越大,发生严重漏电,PID现象越严重;不同缺陷密度的单晶、多晶、类单晶电池片PID测试均出现类似规律,进一步证实硅片位错缺陷密度与PID衰减关联密切。这可能因为当钠离子运动到硅片PN结区域的位错缺陷处时,会沿着缺陷路径继续向硅片内部运动,并被硅片中的自由电子中和成金属,使得硅片缺陷中钠离子不断被消耗,硅片中钠离子浓度始终低于界面处的钠离子浓度,形成一定的钠离子浓度梯度,促进钠离子不断向硅片内部扩散,最终在硅片中形成穿透PN结的二维准金属层,造成PN结漏电,降低电池片的并联电阻,导致电池片功率的下降。第二,通过对硅片不同微观隐裂长度影响PID衰减行为的实验研究,发现随着硅片微观隐裂增大,PID测试后电池组件的开路电压、短路电流、填充因子等电性能下降逐渐加快,并联电阻呈迅速下降趋势,功率衰减下降幅度增大,发生PID衰减的几率递增。这可能因为无隐裂区域钠离子带正电荷,吸引大量电子在硅表面聚集,一方面减少了电子到栅线的汇流;另一方面负电荷在硅表面的聚集,对P型硅区域运动来的电子相排斥,同时对正电荷进行吸引,进而减少了电子空穴的数量。在隐裂横截面区域,电子空穴运动受到阻碍,钠离子运动到氮化硅层、P、N区域的隐裂界面时也受到阻碍,钠离子极易聚集在隐裂缝隙边缘捕获电子,成为电子的复合中心,当越来越多的钠离子聚集在隐裂区域时,严重的降低了电流的汇流,造成漏电,产生PID衰减。第三,通过对不同扩散工艺影响PID衰减行为的实验研究,发现扩散晶硅电池不同方阻发射极对电池少子寿命、发射极饱和电流密度、转换效率等电性能影响较大,发射极方阻在60-90Ω之间时,PID衰减幅度缓慢增加,当方阻大于90Ω时,PID衰减幅度迅速增加。这可能是在负偏压作用下,大量的正电荷聚集在SiNx/Si界面处,负电荷容易聚集在硅的表面,吸引空穴,当空穴浓度大于电子浓度时发射极出现反型层,可能会使局部PN结消失,使局域漏电分流,导致PID衰减现象。第四,通过对不同钝化膜工艺影响PID衰减行为的实验研究,发现晶硅电池表面氧化硅及氮化硅钝化膜的沉积方式直接影响PID衰减,热氧化膜比臭氧常温氧化膜少子寿命高,抗PID衰减性能好;管式PECVD比板式PECVD沉积氮化硅钝化膜少子寿命高,抗PID性能优;厚度一定时,单层氮化硅膜随着折射率的增加,抗PID衰减性能逐渐增强;折射率一定时,单层氧化硅膜厚度从19nm增加83nm时,抗PID衰减性能逐渐增强,且同样厚度的单层氧化硅比氮化硅膜具有更好的抗PID性能;双层氧化硅/氮化硅叠加膜随着折射率的增加,抗PID衰减性能逐渐增强,且比单层氮化硅有更好的抗PID性能。这可能因为当钝化膜的厚度较厚或者致密性、折射率较高时,增加了钝化膜的漏电性能,降低了在电池表面的电荷富集能力降低表面电压,减弱PID效应。第五,通过对不同助剂（偶联剂KH570、交联剂TBEC、助交联剂TAIC）含量的EVA胶膜材料影响PID衰减行为实验的研究,发现不同体积电阻率的胶膜PID测试后并联电阻都出现下降,组件功率衰减,胶膜的体积电阻率越高,抗PID性能较好。EVA材料中偶联剂、交联剂和助交联剂含量分别为1.5:1:1或1:1.5:1或1:1:1.5时呈现出较好抗PID衰减性能。随着三种联剂含量的增加,胶膜的致密度不断增加,体积电阻率增加,当含量分别为1.5 wt%时,并联电阻和电导率的下降最为缓慢,有较好的体积电阻率及致密的网络结构,使其具有最优的抗PID性能。这可能因为当助剂含量较低时,胶膜体系形成较稀疏的网络结构,致密度低,自由离子移动快,体积电阻率低,抗PID性能差;随着含量的增加,交联度不断增加,致密度提升,自由移动的分子减少,使得PID现象减缓;随着助剂含量的进一步增加,EVA交联度的上升越快,胶膜中三维网络结构致密度越来越高,使得体积电阻率不断上升,表现出优异的抗PID性能。含量过大时,可能会出现气泡、孔洞导致体积电阻率的下降,抗PID性能下降。