光伏電池 第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法-編制說明_第1頁
光伏電池 第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法-編制說明_第2頁
光伏電池 第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法-編制說明_第3頁
光伏電池 第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法-編制說明_第4頁
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文檔簡介

國家標準《光伏電池第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減

試驗方法》(征集意見稿)編制說明

一、標準編制的目的和意義

光致衰減(LID)是指晶體硅光伏電池在自然光或者模擬光源下,在幾天內(nèi)

光伏電池功率快速衰減后最終能穩(wěn)定下來的現(xiàn)象。近年來,關(guān)于LID衰減的研究

已經(jīng)非常充分。從狹義上講,是指硼氧復合導致光衰(BO-LID),因為晶體生

長方法的差異,單晶硅材料內(nèi)間隙氧含量遠高于多晶,從而LID衰減也遠高于多

晶。從廣義上講,指光伏電池在被制成組件后,長期在戶外使用的衰減過程。戶

外環(huán)境因素復雜,包括光照,溫度,濕度,水汽等因素,都有可能導致光伏電池

功率衰減。因此,建立“晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法”標準,有利于規(guī)范

和指導晶體硅光伏電池的制造、質(zhì)量監(jiān)控、銷售和應用,促進產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

IEC63202-1(Photovoltaiccells-Part1:Measurementoflight-induced

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)標準自2019年發(fā)布實施以來,

被光伏相關(guān)的第三方檢測機構(gòu)廣泛采標,有一定研究驗證基礎(chǔ)。該標準主要針對

光伏電池光致衰減的試驗方法,在輻照強度,初始累計輻照量,環(huán)境溫度,光伏

電池IV測試,存儲,測試截止判定,附錄等方面給出了明確的規(guī)定。目前,降本

和提升光伏組件發(fā)電量已成為光伏行業(yè)的主旋律,等同轉(zhuǎn)化IEC63202-1可用于

光伏電池產(chǎn)業(yè)質(zhì)量的監(jiān)控,減低光伏組件發(fā)電量的損失。

二、工作簡況

1、任務來源

根據(jù)國標委發(fā)布的[2023]63號《國家標準化管理委員會關(guān)于下達2023年第四

批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準外文版計劃的通知》要求,《光伏電池第1部

分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法》國家標準(計劃項目編號:

20231870-T-339)由全國太陽光伏能源系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會(SAC/TC90)歸

口上報,由晶科能源股份有限公司,中國電子技術(shù)標準化研究院等單位共同起草。

2、主要工作過程

表1國家標準草案《光伏電池第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法》

主要編制過程

1

編號項目

標準調(diào)研及標

1時間2023年12月28日-2024年3月31日

準草案起草

時間2024年4月1日-2024年6月30日

內(nèi)容修改完善標準草案,形成征求意見稿

時間2024年7月1日-2024年8月31日

2征求意見階段

內(nèi)容公開征集行業(yè)意見

時間2024年9月1日-2024年10月31日

在征集意見的基礎(chǔ)上修改完善,形成標

內(nèi)容

準技術(shù)預審稿

時間

2024年11月1日-2024年11月30日

通過標準技術(shù)預審會(秘書處組織),根

內(nèi)容據(jù)會上專家意見修改完善,形成標準送

3技術(shù)審查階段

審稿

時間2024年12月1日-2024年12月31日

內(nèi)容通過標委會全體委員審查(秘書處組織)

時間

2025年1月1日-2025年3月1日

4報批階段

對審查過程中意見做出修改完善,形成

內(nèi)容

齊套報批材料

3、主要參加單位及其所作的工作等

序號單位工作內(nèi)容

1晶科能源股份有限公司編寫、修改

2中國電子技術(shù)標準化研究院編寫、規(guī)范

三、標準編制原則和主要內(nèi)容;

1、標準編制原則

標準的編寫、格式等方面按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:

標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和GB/T1.2-2020《標準化工作導則第2部分:

以ISO/IEC標準化文件為基礎(chǔ)的標準化文件起草規(guī)則》的要求進行。

2、標準主要內(nèi)容的論據(jù)

本標準主要依據(jù)以下標準:

2

IEC63202-1:2019(Photovoltaiccells-Part1:Measurementoflight-induced

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)

IEC60904-1光伏器件第1部分:光伏電流-電壓特性的測量(Photovoltaic

devices-Part1:Measurementsofphotovoltaiccurrent-voltagecharacteristics)

IEC60904-2光伏器件第2部分:光伏參考裝置的要求(Photovoltaicdevices

-Part2:Requirementsforphotovoltaicreferencedevices)

IEC60904-9光伏器件第9部分:太陽模擬器性能要求(Photovoltaicdevices

-Part9:Solarsimulatorperformancerequirements)

3、制定內(nèi)容

1、適用范圍

本文件規(guī)定了晶體硅光伏電池光致衰減的測試方法,包含術(shù)語和定義,設(shè)

備與儀器,樣品準備,測試步驟,數(shù)據(jù)處理,測試報告及附錄。

本文件適用于地面用晶體硅光伏電池的光致衰減的測試。

2、規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期

的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括

所有的修改單)適用于本文件。

GB/T6495.1光伏器件第1部分:光伏電流-電壓特性的測量(IEC60904-1:

2020,IDT)

GB/T6495.2光伏器件第2部分:標準光伏器件的要求(IEC

60904-2:2023,IDT)

GB/T6495.9光伏器件第9部分:太陽模擬器特性分級(IEC

60904-9:2020,IDT)

3、本標準沒有需要界定的術(shù)語和定義。

4、設(shè)備與儀器

本標準中定義的測試程序需要以下儀器設(shè)備完成:

a)太陽模擬器1:符合GB/T6495.9標準規(guī)定的I-V曲線測量的太陽能模擬器,

精確度為±1℃的電池溫度測試裝置,以及GB/T6495.1中定義的同時測量光伏電

池產(chǎn)生的電流和電壓的裝置。

b)環(huán)境老化箱(空間)需滿足如下要求:

3

i.一個或多個輻照傳感器(符合GB/T6495.2的要求),用于監(jiān)控累積輻照量;

ii.安裝了與輻照度傳感器共面的測試電池的裝置;

iii.光老化期間,溫度控制在(60±5)℃溫控裝置;

iv.相對濕度≤50%;

v.內(nèi)部無污染、無腐蝕氣體。

c)太陽模擬器2:符合GB/T6495.9標準規(guī)定的BBB級(或更好)的太陽能穩(wěn)

態(tài)模擬器,有能夠為安裝在環(huán)境老化箱中的電池提供輻照強度為(1000±50)

W/m2的光源的能力;

5、樣品準備

本測試至少需要20個光伏電池片,也可以測試額外的電池來彌補機械損壞或

處理損壞的樣品。在正常取樣標準下,從同一分選箱和同一生產(chǎn)批次中隨機選取

測試電池。如采用特殊取樣標準,應在測試報告中詳細說明。為便于跟蹤和報告,

所有測試樣品應有獨立的編號。

選定的光伏電池應在I-V測量后立即儲存在密封的黑暗容器中,以最大限度

地避免多余光照。

6、測試步驟

等同轉(zhuǎn)化IEC63202-16部分,具體見標準草案。

7、測試報告

該測試完成后,應準備一份測試報告并包括下列信息:

a)測試項目的描述和標識,包括樣品大小、測試樣品的特點,如它們的來

源和批次;

b)報告中出現(xiàn)的測量、檢測及推導結(jié)果都需要有表格、圖表、示意圖和照

片的支持,請參照附錄A中的舉例說明。另外,所有的樣品中涉及的以下數(shù)據(jù)都

必須報告:

i.初始電池片的Pmp及Imp值;

ii測試截止時電池片的Pmp及Imp值;

iii.達到準-穩(wěn)態(tài)所需要的輻照總量;

iv.測試結(jié)束時樣品的情況(準-穩(wěn)態(tài)、非準-穩(wěn)態(tài)、已損壞);

c)根據(jù)要求對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析;

d)有關(guān)試驗測試結(jié)果估計不確定度的說明。

8、附錄A

增加示例圖,為測試報告中的柱狀圖。圖中展示了待測樣品光衰測試前后,

其最大電流Imp的初始光致衰減情況。

四、主要試驗(或驗證)情況

4

在標準驗證方面,晶科主要對比輻照強度,不同環(huán)境溫度,不同初始累計輻

照量等方面來驗證標準參數(shù)的設(shè)定。

1)模擬器輻照強度

光伏電池在環(huán)境箱中的放置如圖1所示。從圖中可以看出,如果模擬器的輻

照度設(shè)定在一個較寬的范圍,如600-1000W/m2,可能會導致不同位置的光伏電

池達到光衰穩(wěn)定的時間差異較大,有些電池已經(jīng)達到光衰后的穩(wěn)定狀態(tài),有些電

池還處于快速的光衰過程中,導致測試結(jié)果難以統(tǒng)計,造成較大的誤差。

圖1光伏電池LID老化箱

2)環(huán)境箱溫度的設(shè)定

通過對比不同溫度下光伏電池的LID衰減發(fā)現(xiàn),(60±5)℃是一個衰減加速

的過程,光伏電池LID衰減的一致性比較好,溫度太低,會延長光伏電池達到

LID穩(wěn)定的時間,溫度太高,會引入其他的影響,比如電極在高溫下氧化,導致

測試結(jié)果不準確。

圖2不同溫度下光伏電池LID衰減情況

3)初始輻照量及累計輻照量

5

GB/T6495.11初始的輻照量為2kWh/m2,但是通過前期大量的驗證發(fā)現(xiàn),光

伏電池光衰穩(wěn)定大概需要10kWh/m2,如果初始輻照量較小,會增加光伏電池IV

測試的頻次,導致光伏電池電極的損傷,及EL隱裂,最終導致測試結(jié)果的誤差。

此外,對于光伏電池累計輻照量的規(guī)定,不同的光伏電池表現(xiàn)不一樣,通過

對不同光伏電池光衰穩(wěn)定的研究及行業(yè)的討論,以及避免無休止的測試,規(guī)定了

兩個測試截止的判定,如下:

a)累計輻照量達到20kWh/m2,因為通過大量的試驗證明,光伏電池20

kWh/m2還沒有達到穩(wěn)定,可能是由于電極損傷或者其他LID的原因?qū)е拢?/p>

PP

b)連續(xù)兩次的測試結(jié)果滿足maxmin0.5%;

Paverage

圖3光伏電池達到穩(wěn)定時的光衰情況

五、標準的先進性

目前,IEC63202-1已經(jīng)在2019年正式發(fā)布,光伏企業(yè)及第三方檢測機構(gòu)已

經(jīng)按照其內(nèi)容對光伏電池進行驗證和認證,但國內(nèi)還沒有相應的光伏電池衰減試

驗標準,因此本標準十分具有必要性。

六、標準中涉及專利的情況

本標準不涉及專利問題。

七、預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

隨著規(guī)范產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮,應進一步深化規(guī)范應用。

建立“晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法”標準,有利于規(guī)范和指導晶體硅光伏

電池的制造、質(zhì)量監(jiān)控、銷售和應用,促進產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

在經(jīng)濟效益方面,此標準實施后,提升我國光伏企業(yè)在高端市場的競爭力和

占有率,未來撬動萬億級別市場。此標準方法通過降低電池的光致衰減,為組件

提供穩(wěn)定的電池片,減少組件的封裝損失,增大電池轉(zhuǎn)換效率,提高組件的發(fā)電

6

量。根據(jù)理論測算,轉(zhuǎn)換效率每提高1%,光伏發(fā)電成本將至少下降5%,將會

帶來光伏發(fā)電成本顯著下降。ITRPV預測,至2029年,光伏市場年安裝量將

達到250-350GW,其中的大尺寸硅片份額將占到近70%,高效晶硅太陽電池市

場占有率也會超過20%。龐大的晶硅光伏市場預示著高效晶硅太陽電池及其硅

片原材料具有年產(chǎn)值萬億元以上的廣闊應用前景。

在社會效益方面,通過標準的編制,可以與ISO,IEC等國際專家友好聯(lián)系,

后期可提供技術(shù)和標準方面的便利。此外,本標準可推進光伏電池向“零衰減”

或“負衰減”的方向發(fā)展,可拓展當?shù)氐膭趧泳蜆I(yè)空間,培養(yǎng)更多的光伏行業(yè)高

端技術(shù)人才。

在生態(tài)效益方面,本標準的研究,可實現(xiàn)產(chǎn)品的降本增效,助推光伏發(fā)電度

電成本的持續(xù)下降,減少單位產(chǎn)能的碳排放量,提升當?shù)乜諝赓|(zhì)量,為我國“雙

碳”目標做出貢獻。

八、在標準體系中的位置,與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及標準,特別是

強制性標準的協(xié)調(diào)性

本標準在制定過程中,與現(xiàn)行光伏相關(guān)法規(guī)、規(guī)章和強制性國家標準及相關(guān)

標準協(xié)調(diào)一致。

九、重大分歧意見和處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

十、國家標準作為強制性國家標準或者推薦性國家標準的建議

本標準建議作為推薦性國家標準。

十一、貫徹標準的要求和措施建議

本標準是推薦性標準,因此建議采用宣講推廣的方法貫徹標準。

十二、廢止現(xiàn)行相關(guān)標準的建議

無。

十三、其它予以說明的事項

無。

《光伏電池第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法》編制工作組

2024.6

7

國家標準《光伏電池第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減

試驗方法》(征集意見稿)編制說明

一、標準編制的目的和意義

光致衰減(LID)是指晶體硅光伏電池在自然光或者模擬光源下,在幾天內(nèi)

光伏電池功率快速衰減后最終能穩(wěn)定下來的現(xiàn)象。近年來,關(guān)于LID衰減的研究

已經(jīng)非常充分。從狹義上講,是指硼氧復合導致光衰(BO-LID),因為晶體生

長方法的差異,單晶硅材料內(nèi)間隙氧含量遠高于多晶,從而LID衰減也遠高于多

晶。從廣義上講,指光伏電池在被制成組件后,長期在戶外使用的衰減過程。戶

外環(huán)境因素復雜,包括光照,溫度,濕度,水汽等因素,都有可能導致光伏電池

功率衰減。因此,建立“晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法”標準,有利于規(guī)范

和指導晶體硅光伏電池的制造、質(zhì)量監(jiān)控、銷售和應用,促進產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

IEC63202-1(Photovoltaiccells-Part1:Measurementoflight-induced

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)標準自2019年發(fā)布實施以來,

被光伏相關(guān)的第三方檢測機構(gòu)廣泛采標,有一定研究驗證基礎(chǔ)。該標準主要針對

光伏電池光致衰減的試驗方法,在輻照強度,初始累計輻照量,環(huán)境溫度,光伏

電池IV測試,存儲,測試截止判定,附錄等方面給出了明確的規(guī)定。目前,降本

和提升光伏組件發(fā)電量已成為光伏行業(yè)的主旋律,等同轉(zhuǎn)化IEC63202-1可用于

光伏電池產(chǎn)業(yè)質(zhì)量的監(jiān)控,減低光伏組件發(fā)電量的損失。

二、工作簡況

1、任務來源

根據(jù)國標委發(fā)布的[2023]63號《國家標準化管理委員會關(guān)于下達2023年第四

批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準外文版計劃的通知》要求,《光伏電池第1部

分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法》國家標準(計劃項目編號:

20231870-T-339)由全國太陽光伏能源系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會(SAC/TC90)歸

口上報,由晶科能源股份有限公司,中國電子技術(shù)標準化研究院等單位共同起草。

2、主要工作過程

表1國家標準草案《光伏電池第1部分:晶體硅光伏電池光致衰減試驗方法》

主要編制過程

1

編號項目

標準調(diào)研及標

1時間2023年12月28日-2024年3月31日

準草案起草

時間2024年4月1日-2024年6月30日

內(nèi)容修改完善標準草案,形成征求意見稿

時間2024年7月1日-2024年8月31日

2征求意見階段

內(nèi)容公開征集行業(yè)意見

時間2024年9月1日-2024年10月31日

在征集意見的基礎(chǔ)上修改完善,形成標

內(nèi)容

準技術(shù)預審稿

時間

2024年11月1日-2024年11月30日

通過標準技術(shù)預審會(秘書處組織),根

內(nèi)容據(jù)會上專家意見修改完善,形成標準送

3技術(shù)審查階段

審稿

時間2024年12月1日-2024年12月31日

內(nèi)容通過標委會全體委員審查(秘書處組織)

時間

2025年1月1日-2025年3月1日

4報批階段

對審查過程中意見做出修改完善,形成

內(nèi)容

齊套報批材料

3、主要參加單位及其所作的工作等

序號單位工作內(nèi)容

1晶科能源股份有限公司編寫、修改

2中國電子技術(shù)標準化研究院編寫、規(guī)范

三、標準編制原則和主要內(nèi)容;

1、標準編制原則

標準的編寫、格式等方面按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分:

標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和GB/T1.2-2020《標準化工作導則第2部分:

以ISO/IEC標準化文件為基礎(chǔ)的標準化文件起草規(guī)則》的要求進行。

2、標準主要內(nèi)容的論據(jù)

本標準主要依據(jù)以下標準:

2

IEC63202-1:2019(Photovoltaiccells-Part1:Measurementoflight-induced

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)

IEC60904-1光伏器件第1部分:光伏電流-電壓特性的測量(Photovoltaic

devices-Part1:Measurementsofphotovoltaiccurrent-voltagecharacteristics)

IEC60904-2光伏器件第2部分:光伏參考裝置的要求(Photovoltaicdevices

-Part2:Requirementsforphotovoltaicreferencedevices)

IEC60904-9光伏器件第9部分:太陽模擬器性能要求(Photovoltaicdevices

-Part9:Solarsimulatorperformancerequirements)

3、制定內(nèi)容

1、適用范圍

本文件規(guī)定了晶體硅光伏電池光致衰減的測試方法,包含術(shù)語和定義,設(shè)

備與儀器,樣品準備,測試步驟,數(shù)據(jù)處理,測試報告及附錄。

本文件適用于地面用晶體硅光伏電池的光致衰減的測試。

2、規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期

的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括

所有的修改單)適用于本文件。

GB/T6495.1光伏器件第1部分:光伏電流-電壓特性的測量(IEC60904-1:

2020,IDT)

GB/T6495.2光伏器件第2部分:標準光伏器件的要求(IEC

60904-2:2023,IDT)

GB/T6495.9光伏器件第9部分:太陽模

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