不同制造商TOPCon光伏组件的老化测试：性能、稳定性与可靠性

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不同制造商TOPCon光伏组件的老化测试：性能、稳定性与可靠性

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来源

https://www.millennialsolar.com/news/339.html

随着TOPCon技术在光伏市场的快速崛起，对其可靠性的评估变得尤为重要。本文通过一系列严格的加速老化测试，对来自不同制造商的TOPCon光伏组件进行了全面的性能和稳定性评估。测试内容涵盖了PID、LeTID、湿热、紫外线老化和机械负载等多个方面，为行业从业者提供了宝贵的参考数据。

测试方法与组件概述

研究选择了五种不同制造商的组件，进行了包括光稳定化、温度系数测定、光谱响应、低光照行为、入射角修改器和能量评级等在内的电气特性测试，以及加速老化测试。

五种TOPCon光伏组件封装材料概述如下：

TOPCon光伏组件的特定定制老化测试序列包括：

潜在诱导退化（PID）测试
光与高温诱导退化（LeTID）测试
湿热（DH）测试
紫外线（UV）老化
湿度冻结（HF）测试
机械负载（ML）测试

测试方法

PID测试：根据IEC 61215-MQT 21进行，持续192小时，对每种组件类型的两个组件分别施加正负电位。
LeTID测试：根据IEC TS 63342进行，持续2×162小时。
DH测试：根据IEC 61215进行，持续2×1000小时，并在中间进行特性测试。
UV老化测试：使用UV-A荧光灯作为光源，进行60 kWh/m2的前侧UV照射，然后进行十次湿度冻结循环，温度在-40℃至+85°C之间变化，相对湿度为85%RH。
机械负载测试：包括静态负载测试和循环负载测试，以及热循环测试。

组件性能与能源评级

研究中的TOPCon组件类型3的效率最高，为22.07%，而效率最低的组件类型为21.4%。这些效率值表明TOPCon技术在效率方面具有竞争力，与PERC技术相比具有优势。

性能与标称值的偏差：大多数TOPCon光伏组件的初始性能测试结果低于标签值，表明存在负偏差。这种偏差在光伏组件中是一个普遍现象，可能与制造公差、测试条件或行业标称做法有关。

衰减与性能

光致衰减和光与高温诱导衰减：LID 和 LeTID 的影响都非常小。在LeTID测试中，测量到的降解小于0.25%，处于测量重复性范围内，因此无法确定其有显著影响。这显示出TOPCon组件在这方面相对于基于PERC技术的先前组件类型具有优势，尽管需要指出的是，最新的PERC类型通常也因 LID 或 LeTID 而表现出非常小的降解。
电位诱导衰减：除组件类型5外，PID测试降解程度较小。部分TOPCon组件易受PID - p影响，与负电位触发有关，总体上 TOPCon组件对PID 的敏感性和严重程度与 PERC组件无明显差异。
湿热测试：DH（85°C/85% RH）测试 1000 小时后，组件功率出现了不同程度的降解，最高可达- 2.6%。多数情况下，第二次1000 小时的 DH 测试未导致进一步强烈降解，平均降解率为- 1.13%。与PERC组件通常低于1% 的功率降解相比，TOPCon组件在DH老化测试中的功率降解略强，表明TOPCon技术在湿热环境下的稳定性相对较弱，湿气对其性能产生了较大影响。

DH1000 和 DH2000 后的EL图像显示，在DH老化过程中，组件类型3的电池金属化或连接器出现腐蚀现象，且在组件边缘最为明显，随着DH老化时间增加，腐蚀程度加剧，表现为图像中相应区域的变暗。这表明湿气从组件边缘进入内部，对电池金属化或连接器产生腐蚀作用，验证了湿气侵入是导致组件老化和性能下降的重要因素。

紫外线老化测试

在紫外线老化过程中，组件表现出显著的功率退化，某些情况下退化高达-12%。经过随后的湿度冻结测试后，组件的性能有所恢复，退化程度降低到大约-3%。UV老化和随后的恢复形成了一个“W模式”，这表明在UV老化期间组件性能显著下降，而在HF测试期间性能又有所回升。

UV/HF测试后的电致发光（EL）图像显示了TOPCon组件对UV辐射的敏感性，以及在随后的HF测试中性能的部分恢复。棋盘格模式的细胞变暗和边缘腐蚀特征表明，退化可能与组件生产过程中的个体细胞敏感性或湿气侵入有关。这些发现强调了对TOPCon组件进行UV和HF测试的重要性，以更好地理解这些组件在实际应用中的性能和退化行为。