检测
Testing
编辑/徐航
光伏组件电性能参数能力验证样品稳定性研究
陈迪
O文/悍晏
太阳能光伏组件作为太阳能发电的最核心产品，其电性能参数（也称作标称功率或最大功率，单位为W）直接作为光伏组件产品贸易结算的单位。
目前，国际上从事光伏组件检测的第三方实验室有数十家，电性能参数测试是各实验室最为核心的检测技术。由于各实验室使用的设备、测试手段不同，因此，对同一个样品测试出来的电性能参数有较大的差别，其核心指标一—标称功率甚至会相差2%～3%，为光伏组件的贸易结算带来问题。如何在众多实验室中，通过能力验证的方式，获得一致性的检测结果和评价，是整个行业内急需解决的问题。
一、样品选型、制备和筛选目前，在光伏市场上已经商用
化的光伏组件有七大类，分别为单晶硅组件、多晶硅组件、非晶硅组件、铜铟硒薄膜组件、碲化镉薄膜组件、异质结组件和GaAs聚光组件。其中多晶硅组件应用范围最广，占到了51%。为保证能力验证研究代表性，选择多晶硅组件作为研究样品。样品由60片尺寸为 156mmx156mm的多晶硅电池片串联而成。
样品制备是保证样品稳定性的前提条件，样品组件中每片电池片
48《认证技术》2013·11 万方数据
之间的差异都会影响到电性能参数测试结果的一致性。因此，我们选择使用同一生产工艺、同一生产设备生产的，并且全面积转换效率在 16.5%~16.8%之间的多晶硅电池片进行层压和组装，并且使用的电池片的短路电流一致性优于1.5%，高于标准IEC60904-2中2%的要求，从而将电池片差异带来的影响降至最低。
本文对初步制作的11个样品进行了两步法筛选。第一步为电性能测试筛选，选择了其中9个标称功率最接近中位值（238.77W）的组件进行后续筛选。第二步为EL测试筛选。样品组装时“层压”这一道工艺，很可能会使电池片产生一定的隐裂（人肉眼看不见的裂纹），虽然短期内不会对电性能参数测试产生影响，但是在经过很长一段时间后，这种隐裂会逐渐加大，引起样品电性能参数的额外衰减，这种细小的裂纹，能够从电致发光（EL）测试的隐裂图像得到验证。选择电池片基本无隐裂样品作为候选样品，这样能保证样品在后续的稳定性处理时的质量。通过两步筛选，表1中的7个组件（灰色底纹部分），既符合最接近电性能中位值，又符合初始的EL测试没有隐裂的要求，将进行下一步稳定性处理。
二、样品的稳定性处理及评价分析
1.影响样品电性能参数稳定性的因素及处理方法
影响因素包括光致衰减和样品的运输。
(1）光致衰减
光致衰减是光伏组件固有的特性。晶体硅光伏电池片在接受光照或电流注入后，电池片中硼和氧形成硼-氧复合体，导致硅片中的少子寿命降低，光电转换效率或者是标称功率下降。随着光照量的累积，这种衰减效应会逐渐变弱，最后标称功率趋于稳定。光致衰减的来源主要包括：户外自然光或模拟太阳光长时间照射后引起的光致衰减；样品存放时室内背景光可能引起的光致衰减。
处理方法：（a）通过对样品进行户外自然光或者稳态模拟太阳光的长时间曝晒，使样品电性能达到稳定，研究所需要的曝晒量并作为是否稳定的评价依据。（b）通过研究存放环境背景光对样品的影响，来确定样品分许的存放环境。
(2）样品的运输
样品在实验室间传递时需要采用公路或者航空的运输方式，运输中的机械震动，会引起样品中电池片的损伤，导致样品电性能参数测