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文档简介

国家标准《光伏电池第1部分:晶体硅光伏电池光致衰减

试验方法》(征集意见稿)编制说明

一、标准编制的目的和意义

光致衰减(LID)是指晶体硅光伏电池在自然光或者模拟光源下,在几天内

光伏电池功率快速衰减后最终能稳定下来的现象。近年来,关于LID衰减的研究

已经非常充分。从狭义上讲,是指硼氧复合导致光衰(BO-LID),因为晶体生

长方法的差异,单晶硅材料内间隙氧含量远高于多晶,从而LID衰减也远高于多

晶。从广义上讲,指光伏电池在被制成组件后,长期在户外使用的衰减过程。户

外环境因素复杂,包括光照,温度,湿度,水汽等因素,都有可能导致光伏电池

功率衰减。因此,建立“晶体硅光伏电池光致衰减试验方法”标准,有利于规范

和指导晶体硅光伏电池的制造、质量监控、销售和应用,促进产业健康快速发展。

IEC63202-1(Photovoltaiccells-Part1:Measurementoflight-induced

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)标准自2019年发布实施以来,

被光伏相关的第三方检测机构广泛采标,有一定研究验证基础。该标准主要针对

光伏电池光致衰减的试验方法,在辐照强度,初始累计辐照量,环境温度,光伏

电池IV测试,存储,测试截止判定,附录等方面给出了明确的规定。目前,降本

和提升光伏组件发电量已成为光伏行业的主旋律,等同转化IEC63202-1可用于

光伏电池产业质量的监控,减低光伏组件发电量的损失。

二、工作简况

1、任务来源

根据国标委发布的[2023]63号《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四

批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》要求,《光伏电池第1部

分:晶体硅光伏电池光致衰减试验方法》国家标准(计划项目编号:

20231870-T-339)由全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会(SAC/TC90)归

口上报,由晶科能源股份有限公司,中国电子技术标准化研究院等单位共同起草。

2、主要工作过程

表1国家标准草案《光伏电池第1部分:晶体硅光伏电池光致衰减试验方法》

主要编制过程

1

编号项目

标准调研及标

1时间2023年12月28日-2024年3月31日

准草案起草

时间2024年4月1日-2024年6月30日

内容修改完善标准草案,形成征求意见稿

时间2024年7月1日-2024年8月31日

2征求意见阶段

内容公开征集行业意见

时间2024年9月1日-2024年10月31日

在征集意见的基础上修改完善,形成标

内容

准技术预审稿

时间

2024年11月1日-2024年11月30日

通过标准技术预审会(秘书处组织),根

内容据会上专家意见修改完善,形成标准送

3技术审查阶段

审稿

时间2024年12月1日-2024年12月31日

内容通过标委会全体委员审查(秘书处组织)

时间

2025年1月1日-2025年3月1日

4报批阶段

对审查过程中意见做出修改完善,形成

内容

齐套报批材料

3、主要参加单位及其所作的工作等

序号单位工作内容

1晶科能源股份有限公司编写、修改

2中国电子技术标准化研究院编写、规范

三、标准编制原则和主要内容;

1、标准编制原则

标准的编写、格式等方面按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:

标准化文件的结构和起草规则》和GB/T1.2-2020《标准化工作导则第2部分:

以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起草规则》的要求进行。

2、标准主要内容的论据

本标准主要依据以下标准:

2

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

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)

IEC60904-1光伏器件第1部分:光伏电流-电压特性的测量(Photovoltaic

devices-Part1:Measurementsofphotovoltaiccurrent-voltagecharacteristics)

IEC60904-2光伏器件第2部分:光伏参考装置的要求(Photovoltaicdevices

-Part2:Requirementsforphotovoltaicreferencedevices)

IEC60904-9光伏器件第9部分:太阳模拟器性能要求(Photovoltaicdevices

-Part9:Solarsimulatorperformancerequirements)

3、制定内容

1、适用范围

本文件规定了晶体硅光伏电池光致衰减的测试方法,包含术语和定义,设

备与仪器,样品准备,测试步骤,数据处理,测试报告及附录。

本文件适用于地面用晶体硅光伏电池的光致衰减的测试。

2、规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期

的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括

所有的修改单)适用于本文件。

GB/T6495.1光伏器件第1部分:光伏电流-电压特性的测量(IEC60904-1:

2020,IDT)

GB/T6495.2光伏器件第2部分:标准光伏器件的要求(IEC

60904-2:2023,IDT)

GB/T6495.9光伏器件第9部分:太阳模拟器特性分级(IEC

60904-9:2020,IDT)

3、本标准没有需要界定的术语和定义。

4、设备与仪器

本标准中定义的测试程序需要以下仪器设备完成:

a)太阳模拟器1:符合GB/T6495.9标准规定的I-V曲线测量的太阳能模拟器,

精确度为±1℃的电池温度测试装置,以及GB/T6495.1中定义的同时测量光伏电

池产生的电流和电压的装置。

b)环境老化箱(空间)需满足如下要求:

3

i.一个或多个辐照传感器(符合GB/T6495.2的要求),用于监控累积辐照量;

ii.安装了与辐照度传感器共面的测试电池的装置;

iii.光老化期间,温度控制在(60±5)℃温控装置;

iv.相对湿度≤50%;

v.内部无污染、无腐蚀气体。

c)太阳模拟器2:符合GB/T6495.9标准规定的BBB级(或更好)的太阳能稳

态模拟器,有能够为安装在环境老化箱中的电池提供辐照强度为(1000±50)

W/m2的光源的能力;

5、样品准备

本测试至少需要20个光伏电池片,也可以测试额外的电池来弥补机械损坏或

处理损坏的样品。在正常取样标准下,从同一分选箱和同一生产批次中随机选取

测试电池。如采用特殊取样标准,应在测试报告中详细说明。为便于跟踪和报告,

所有测试样品应有独立的编号。

选定的光伏电池应在I-V测量后立即储存在密封的黑暗容器中,以最大限度

地避免多余光照。

6、测试步骤

等同转化IEC63202-16部分,具体见标准草案。

7、测试报告

该测试完成后,应准备一份测试报告并包括下列信息:

a)测试项目的描述和标识,包括样品大小、测试样品的特点,如它们的来

源和批次;

b)报告中出现的测量、检测及推导结果都需要有表格、图表、示意图和照

片的支持,请参照附录A中的举例说明。另外,所有的样品中涉及的以下数据都

必须报告:

i.初始电池片的Pmp及Imp值;

ii测试截止时电池片的Pmp及Imp值;

iii.达到准-稳态所需要的辐照总量;

iv.测试结束时样品的情况(准-稳态、非准-稳态、已损坏);

c)根据要求对实验数据进行统计分析;

d)有关试验测试结果估计不确定度的说明。

8、附录A

增加示例图,为测试报告中的柱状图。图中展示了待测样品光衰测试前后,

其最大电流Imp的初始光致衰减情况。

四、主要试验(或验证)情况

4

在标准验证方面,晶科主要对比辐照强度,不同环境温度,不同初始累计辐

照量等方面来验证标准参数的设定。

1)模拟器辐照强度

光伏电池在环境箱中的放置如图1所示。从图中可以看出,如果模拟器的辐

照度设定在一个较宽的范围,如600-1000W/m2,可能会导致不同位置的光伏电

池达到光衰稳定的时间差异较大,有些电池已经达到光衰后的稳定状态,有些电

池还处于快速的光衰过程中,导致测试结果难以统计,造成较大的误差。

图1光伏电池LID老化箱

2)环境箱温度的设定

通过对比不同温度下光伏电池的LID衰减发现,(60±5)℃是一个衰减加速

的过程,光伏电池LID衰减的一致性比较好,温度太低,会延长光伏电池达到

LID稳定的时间,温度太高,会引入其他的影响,比如电极在高温下氧化,导致

测试结果不准确。

图2不同温度下光伏电池LID衰减情况

3)初始辐照量及累计辐照量

5

GB/T6495.11初始的辐照量为2kWh/m2,但是通过前期大量的验证发现,光

伏电池光衰稳定大概需要10kWh/m2,如果初始辐照量较小,会增加光伏电池IV

测试的频次,导致光伏电池电极的损伤,及EL隐裂,最终导致测试结果的误差。

此外,对于光伏电池累计辐照量的规定,不同的光伏电池表现不一样,通过

对不同光伏电池光衰稳定的研究及行业的讨论,以及避免无休止的测试,规定了

两个测试截止的判定,如下:

a)累计辐照量达到20kWh/m2,因为通过大量的试验证明,光伏电池20

kWh/m2还没有达到稳定,可能是由于电极损伤或者其他LID的原因导致;

PP

b)连续两次的测试结果满足maxmin0.5%;

Paverage

图3光伏电池达到稳定时的光衰情况

五、标准的先进性

目前,IEC63202-1已经在2019年正式发布,光伏企业及第三方检测机构已

经按照其内容对光伏电池进行验证和认证,但国内还没有相应的光伏电池衰减试

验标准,因此本标准十分具有必要性。

六、标准中涉及专利的情况

本标准不涉及专利问题。

七、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

随着规范产业的发展,新技术、新产品层出不穷,应进一步深化规范应用。

建立“晶体硅光伏电池光致衰减试验方法”标准,有利于规范和指导晶体硅光伏

电池的制造、质量监控、销售和应用,促进产业健康快速发展。

在经济效益方面,此标准实施后,提升我国光伏企业在高端市场的竞争力和

占有率,未来撬动万亿级别市场。此标准方法通过降低电池的光致衰减,为组件

提供稳定的电池片,减少组件的封装损失,增大电池转换效率,提高组件的发电

6

量。根据理论测算,转换效率每提高1%,光伏发电成本将至少下降5%,将会

带来光伏发电成本显著下降。ITRPV预测,至2029年,光伏市场年安装量将

达到250-350GW,其中的大尺寸硅片份额将占到近70%,高效晶硅太阳电池市

场占有率也会超过20%。庞大的晶硅光伏市场预示着高效晶硅太阳电池及其硅

片原材料具有年产值万亿元以上的广阔应用前景。

在社会效益方面,通过标准的编制,可以与ISO,IEC等国际专家友好联系,

后期可提供技术和标准方面的便利。此外,本标准可推进光伏电池向“零衰减”

或“负衰减”的方向发展,可拓展当地的劳动就业空间,培养更多的光伏行业高

端技术人才。

在生态效益方面,本标准的研究,可实现产品的降本增效,助推光伏发电度

电成本的持续下降,减少单位产能的碳排放量,提升当地空气质量,为我国“双

碳”目标做出贡献。

八、在标准体系中的位置,与现行相关法律、法规、规章及标准,特别是

强制性标准的协调性

本标准在制定过程中,与现行光伏相关法规、规章和强制性国家标准及相关

标准协调一致。

九、重大分歧意见和处理经过和依据

无。

十、国家标准作为强制性国家标准或者推荐性国家标准的建议

本标准建议作为推荐性国家标准。

十一、贯彻标准的要求和措施建议

本标准是推荐性标准,因此建议采用宣讲推广的方法贯彻标准。

十二、废止现行相关标准的建议

无。

十三、其它予以说明的事项

无。

《光伏电池第1部分:晶体硅光伏电池光致衰减试验方法》编制工作组

2024.6

7

国家标准《光伏电池第1部分:晶体硅光伏电池光致衰减

试验方法》(征集意见稿)编制说明

一、标准编制的目的和意义

光致衰减(LID)是指晶体硅光伏电池在自然光或者模拟光源下,在几天内

光伏电池功率快速衰减后最终能稳定下来的现象。近年来,关于LID衰减的研究

已经非常充分。从狭义上讲,是指硼氧复合导致光衰(BO-LID),因为晶体生

长方法的差异,单晶硅材料内间隙氧含量远高于多晶,从而LID衰减也远高于多

晶。从广义上讲,指光伏电池在被制成组件后,长期在户外使用的衰减过程。户

外环境因素复杂,包括光照,温度,湿度,水汽等因素,都有可能导致光伏电池

功率衰减。因此,建立“晶体硅光伏电池光致衰减试验方法”标准,有利于规范

和指导晶体硅光伏电池的制造、质量监控、销售和应用,促进产业健康快速发展。

IEC63202-1(Photovoltaiccells-Part1:Measurementoflight-induced

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)标准自2019年发布实施以来,

被光伏相关的第三方检测机构广泛采标,有一定研究验证基础。该标准主要针对

光伏电池光致衰减的试验方法,在辐照强度,初始累计辐照量,环境温度,光伏

电池IV测试,存储,测试截止判定,附录等方面给出了明确的规定。目前,降本

和提升光伏组件发电量已成为光伏行业的主旋律,等同转化IEC63202-1可用于

光伏电池产业质量的监控,减低光伏组件发电量的损失。

二、工作简况

1、任务来源

根据国标委发布的[2023]63号《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四

批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》要求,《光伏电池第1部

分:晶体硅光伏电池光致衰减试验方法》国家标准(计划项目编号:

20231870-T-339)由全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会(SAC/TC90)归

口上报,由晶科能源股份有限公司,中国电子技术标准化研究院等单位共同起草。

2、主要工作过程

表1国家标准草案《光伏电池第1部分:晶体硅光伏电池光致衰减试验方法》

主要编制过程

1

编号项目

标准调研及标

1时间2023年12月28日-2024年3月31日

准草案起草

时间2024年4月1日-2024年6月30日

内容修改完善标准草案,形成征求意见稿

时间2024年7月1日-2024年8月31日

2征求意见阶段

内容公开征集行业意见

时间2024年9月1日-2024年10月31日

在征集意见的基础上修改完善,形成标

内容

准技术预审稿

时间

2024年11月1日-2024年11月30日

通过标准技术预审会(秘书处组织),根

内容据会上专家意见修改完善,形成标准送

3技术审查阶段

审稿

时间2024年12月1日-2024年12月31日

内容通过标委会全体委员审查(秘书处组织)

时间

2025年1月1日-2025年3月1日

4报批阶段

对审查过程中意见做出修改完善,形成

内容

齐套报批材料

3、主要参加单位及其所作的工作等

序号单位工作内容

1晶科能源股份有限公司编写、修改

2中国电子技术标准化研究院编写、规范

三、标准编制原则和主要内容;

1、标准编制原则

标准的编写、格式等方面按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:

标准化文件的结构和起草规则》和GB/T1.2-2020《标准化工作导则第2部分:

以ISO/IEC标准化文件为基础的标准化文件起草规则》的要求进行。

2、标准主要内容的论据

本标准主要依据以下标准:

2

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

degradationofcrystallinesiliconphotovolaticcells)

IEC60904-1光伏器件第1部分:光伏电流-电压特性的测量(Photovoltaic

devices-Part1:Measurementsofphotovoltaiccurrent-voltagecharacteristics)

IEC60904-2光伏器件第2部分:光伏参考装置的要求(Photovoltaicdevices

-Part2:Requirementsforphotovoltaicreferencedevices)

IEC60904-9光伏器件第9部分:太阳模拟器性能要求(Photovoltaicdevices

-Part9:Solarsimulatorperformancerequirements)

3、制定内容

1、适用范围

本文件规定了晶体硅光伏电池光致衰减的测试方法,包含术语和定义,设

备与仪器,样品准备,测试步骤,数据处理,测试报告及附录。

本文件适用于地面用晶体硅光伏电池的光致衰减的测试。

2、规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期

的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括

所有的修改单)适用于本文件。

GB/T6495.1光伏器件第1部分:光伏电流-电压特性的测量(IEC60904-1:

2020,IDT)

GB/T6495.2光伏器件第2部分:标准光伏器件的要求(IEC

60904-2:2023,IDT)

GB/T6495.9光伏器件第9部分:太阳模

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