IEC TS 631262025 高温下运行的光伏组件、组件和材料的鉴定指南标准立项发展报告

高温下运行的光伏组件、组件和材料的鉴定指南标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:GuidelinesforQualifyingPVModules,ComponentsandMaterialsforOperationatHighTemperatures摘要随着全球光伏装机容量的持续增长，高温环境下光伏系统的运行可靠性与安全性问题日益凸显。在沙漠、热带及亚热带地区，光伏组件实际运行温度常远超标准测试条件（STC）所设定的25°C基准，极端情况下甚至可达85°C以上，导致组件功率衰减加剧、封装材料老化加速、背板开裂及焊带疲劳断裂等失效模式频发。然而，现行IEC61215和IEC61730等系列标准主要基于标准测试条件（STC）和标称工作温度（NOCT）进行设计鉴定，未能充分覆盖高温运行场景下光伏组件及相关材料的性能退化规律。为此，国际电工委员会（IEC）于2025年10月14日正式发布了IECTS63126:2025《高温下运行的光伏组件、组件和材料的鉴定指南》。该技术规范首次系统建立了光伏组件高温运行分级体系，将运行温度等级划分为Level1（≤80°C）和Level2（≤105°C）两个等级，并针对组件材料（如前板、封装胶膜、背板）、零部件（如接线盒、连接器）及整组件提出了差异化的热稳定性测试要求和附加鉴定程序。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其对全球光伏产业尤其是高温地区光伏市场的重要影响，以期为我国光伏标准化工作者及产业界提供参考与借鉴。关键词：光伏组件；高温运行；鉴定指南；IECTS63126；温度等级；可靠性测试；标准化Keywords:PVmodules;High-temperatureoperation;Qualificationguidelines;IECTS63126;Temperatureclasses;Reliabilitytesting;Standardization一、引言1.1研究背景在全球能源转型与“双碳”目标驱动下，光伏发电已成为增长最为迅速的可再生能源形式。据国际能源署（IEA）统计，2024年全球新增光伏装机容量已超过420GW，累计装机突破2TW。光伏电站的部署区域正加速向中东、北非、澳大利亚、印度西北部及中国西北部等高辐照、高温地区拓展。这些地区具有太阳辐照强烈、环境温度高、昼夜温差大等典型气候特征，光伏组件在运行过程中的实际工作温度显著高于传统温和气候区域。研究表明，光伏组件的输出功率随温度升高而降低，晶体硅组件的功率温度系数一般为-0.3%~-0.5%/°C。当组件背板温度达到75°C~85°C时，其输出功率较STC条件下降约15%~25%。更为关键的是，高温环境对组件长期可靠性的影响远不止于功率损失。封装用EVA胶膜在高温高湿条件下易发生水解和醋酸生成反应，导致胶膜黄变、脱层；背板材料在持续高温下出现脆化、开裂；焊带与电池片之间的互联焊点在热循环应力下产生疲劳损伤；接线盒内部灌封胶的热老化及二极管结温升高等问题，均可能引发严重的功率衰减、热斑故障乃至电气安全事故。1.2现行标准的局限性当前国际光伏行业的核心鉴定标准IEC61215《地面用光伏组件设计鉴定和定型》和IEC61730《光伏组件安全鉴定》中，相关测试均在标准测试条件或标称工作温度条件下进行。尽管IEC61215-1-1~1-4系列标准针对不同技术路线（晶体硅、薄膜、柔性等）设定了差异化的测试序列，但热循环测试（TC200/TC400）、湿热测试（DH1000）等的应力施加方式均基于传统温和气候场景。这些测试条件与高温地区光伏组件的实际运行环境之间存在显著差距。例如，在沙特阿拉伯、阿联酋等地区，光伏组件背板实测温度经常超过85°C，而在IEC61215的DH测试中，组件在85°C/85%RH条件下仅需运行1000小时；在TC测试中，组件在-40°C至+85°C之间循环200次。这些测试条件远不足以暴露高温运行环境下的长期退化机制。此外，现有标准对组件材料（封装胶膜、背板、前板）和零部件（接线盒、连接器）的单独高温性能要求缺乏系统性的规定，导致材料级验证与组件级性能之间的关联性不足。1.3IECTS63126的制定意义鉴于上述背景，国际电工委员会光伏能源系统技术委员会（IEC/TC82）启动了IECTS63126标准的编制工作，旨在为高温环境下运行的光伏组件、组件及材料提供一套统一的鉴定指南。该标准通过引入运行温度等级（TemperatureClass）的概念，构建了一个从材料选择、组件设计到最终鉴定的系统性评价框架。IECTS63126:2025的发布填补了国际光伏标准体系中高温鉴定领域的空白，为高温地区光伏电站的组件选型、质量保证和可靠性评估提供了重要的技术依据。二、标准编制过程2.1立项与起草阶段IECTS63126的编制工作由IEC/TC82（太阳能光伏能源系统技术委员会）归口管理，具体由WG2（非聚光组件工作组）负责起草。该标准的制定历时多年，经历了充分的技术讨论和多方协调。2019年，IEC/TC82在德国法兰克福召开的年会上正式批准该标准的立项提案，编号为TS63126。提案由美国UL（UnderwritersLaboratories）牵头提出，得到了来自中国、德国、日本、印度、沙特阿拉伯等国家的积极响应和支持。立项审议过程中，专家们一致认为，随着光伏市场向高温地区的持续扩展，建立统一的高温运行鉴定指南已成为产业界的迫切需求。在起草阶段，工作组充分调研了全球典型高温气候区域的光伏组件运行温度数据，收集了来自沙特阿拉伯、阿联酋、埃及、印度、美国亚利桑那州等地的实测资料。这些数据表明，在极端高温条件下，光伏组件内部温度可超过100°C，远高于现行标准中的测试温度上限。基于这些调研结果，工作组确定了Level1（≤80°C）和Level2（≤105°C）两级运行温度等级的基本框架。2.2征求意见与投票阶段2023年，IECTS63126进入委员会草案（CD）和最终国际标准草案（FDIS）阶段。在全球各国家委员会的征求意见过程中，共收到来自12个国家的超过200条技术意见。主要讨论焦点包括：温度等级的划分边界、材料附加测试的具体条件、组件级别的附加鉴定要求以及与IEC61215和IEC61730标准的衔接方式等。中国国家委员会高度重视该标准的编制工作，组织中国电子技术标准化研究院、中国质量认证中心、TÜV莱茵、隆基绿能、晶科能源等多家单位和企业积极参与讨论并反馈意见。其中，中国专家提出的关于聚光光伏和特殊安装方式（如建筑光伏一体化BIPV）适用范围的建议、关于接线盒高温耐流测试条件优化的提案等技术意见被采纳。2.3发布经过多轮技术修订和委员会审查，IECTS63126最终于2025年10月14日正式发布。该标准的发布标志着国际光伏标准化体系在高温可靠性评价方面迈出了关键一步。2.4标准定位与属性IECTS63126属于技术规范（TechnicalSpecification,TS）类文件，而非国际标准（IS）类文件。作为IEC技术规范，其效力虽不及正式国际标准，但具有较快的制定周期和较强的技术指导性，能够及时反映产业界的最新需求和技术进展。这一文件类型的选择也体现了IEC/TC82在标准策略上的审慎考量——既保证技术内容的前瞻性和适用性，又为后续根据产业实践反馈升级为正式国际标准预留了空间。三、标准主要技术内容3.1标准适用范围IECTS63126:2025适用于地面用晶体硅光伏组件及薄膜光伏组件，涵盖组件、组件材料（包括前板、背板、封装材料）和组件零部件（包括接线盒、连接器、线缆等）在高温运行环境下的鉴定评价。该标准适用于预期在高温环境下长期运行的光伏系统，其适用性以组件实际运行温度为基础，而非以安装地点的环境温度为唯一判定依据。该标准不适用于聚光光伏组件（CPV），因为聚光组件的工作温度远超非聚光组件的范围，需要单独制定鉴定规范。3.2温度等级划分——标准的核心框架IECTS63126的核心创新在于建立了以组件实际运行温度为依据的等级划分体系，具体分为两个等级：Level1（等级1）：组件在运行过程中，预计最高运行温度不超过80°C。这一温度等级涵盖了一般温和气候条件下以及部分中等炎热气候条件下的光伏组件运行场景。该等级下的组件鉴定要求与IEC61215基本保持一致，同时增加了针对材料的部分附加要求。Level2（等级2）：组件在运行过程中，预计最高运行温度不超过105°C。这一温度等级适用于极端高温气候区域（如沙漠、热带地区）或特殊安装条件（如BIPV屋顶一体化系统、浮体光伏系统中散热条件受限的场景）下的组件运行场景。Level2对组件材料、零部件和整组件均提出了更为严格的附加测试要求。需要指出的是，该温度等级的确定需基于组件在实际安装条件下的热性能仿真或实测数据。标准建议制造商在组件规格书中明确标注其通过鉴定验证的温度等级，以便电站设计方和业主根据项目所在地的实际环境条件进行合理选型。3.3材料级鉴定要求对于Level1和Level2运行温度等级，IECTS63126对光伏组件所使用的关键材料提出了差异化的附加测试要求：（1）封装材料（Encapsulant）封装材料（主要指EVA、POE、PVB等胶膜）在高温下的性能稳定性直接关系到组件的长期可靠性。IECTS63126对封装材料增加了高温老化试验要求。对于Level2应用场景，封装材料的耐热老化测试温度需提高至120°C以上，测试时长根据材料类型和组件设计寿命确定。同时，对封装材料的体积电阻率、水汽透过率（WVTR）和透光率衰减等关键性能指标提出了更严格的限值要求。（2）背板材料（Backsheet）背板作为组件最外层的保护结构，在高温环境下容易发生脆化、开裂和分层。标准对背板材料增加了高温下的机械性能保持率要求，包括拉伸强度保持率、断裂伸长率保持率和层间剥离强度等指标。对于Level2等级，背板材料需通过120°C/1000小时的高温老化试验，试验后材料的力学性能保持率不得低于初始值的70%。（3）前板材料（Frontsheet）对于双玻组件和采用透明前板的组件，标准对前板材料的耐高温性能提出了附加要求。主要涵盖高温下的透光率保持率、机械强度以及耐热冲击性能等指标。3.4零部件级鉴定要求（1）接线盒（JunctionBox）接线盒是光伏组件中电气连接的核心部件，其内部包括二极管、接线端子、灌封胶等元件。在高温环境下，接线盒内部温度可达100°C以上，远超一般接线盒的设计额定温度。IECTS63126对Level2等级的接线盒提出了更高的耐温等级要求和高温下的载流能力验证要求。具体包括：接线盒需通过110°C环境温度下的长期带电老化试验、高温下的接触电阻稳定性测试以及灌封胶的高温热稳定性评价。（2）连接器与线缆连接器和线缆在高温下的电气绝缘性能和机械连接可靠性直接影响系统的安全性。标准对Level2等级连接器和线缆提出了高温下的绝缘电阻、接触电阻和机械保持力等附加测试要求。线缆的耐温等级需与组件的运行温度等级相匹配。3.5组件级附加鉴定要求在组件级别，IECTS63126对Level2等级组件提出了在IEC61215基础测试之上的附加鉴定要求：（1）高温热循环测试在IEC61215规定的TC200热循环测试基础上，Level2组件的热循环测试上限温度由+85°C提高至+95°C，即TC200+测试的温度范围为-40°C至+95°C。这一调整更加贴近高温地区组件在实际运行中所承受的热应力条件。（2）高温湿热测试对于Level2组件，湿热测试（DH测试）的温度条件由IEC61215规定的85°C/85%RH提升至95°C/85%RH，测试时长仍为1000小时。这一变化旨在加速暴露封装材料在高温高湿组合条件下的水解降解过程。（3）高温低辐照性能测试标准引入了高温条件下的低辐照性能测试，即组件在85°C环境温度且低辐照度（200W/m²）条件下的功率输出性能。该测试模拟了高温天气下傍晚或阴天时段组件的实际运行状态，以验证组件在非标准条件下的功率输出稳定性。（4）热斑耐久性测试Level2组件需在高温环境下进行更为严格的热斑耐久性测试，以验证组件在局部遮挡导致的高温热点条件下不发生不可逆损伤。3.6与IEC61215和IEC61730的协调关系IECTS63126并不替代IEC61215和IEC61730等基础标准，而是作为其补充和延伸。制造商在申请组件认证时，仍需首先满足IEC61215的设计鉴定和IEC61730的安全鉴定要求，再根据预期的运行温度等级，按照IECTS63126完成附加测试。这一分层鉴定的架构确保了标准的协调性和兼容性，避免了重复测试和标准冲突。四、标准实施的意义与影响4.1对光伏组件制造商的影响IECTS63126的发布对光伏组件制造商提出了更高的技术要求。制造商在设计面向高温市场的光伏组件时，需要在材料选择、结构设计和工艺控制等方面进行有针对性的优化。例如，在Level2应用场景下，制造商可能需要采用耐高温性能更优的POE封装胶膜替代传统EVA胶膜，选用含氟背板或双玻结构替代传统PET背板，以及选用额定工作温度更高的接线盒和连接器。同时，该标准也为制造商提供了差异化竞争的技术框架。通过获得Level2等级鉴定，制造商可以向市场传递其产品在高温环境下的可靠性和适应性优势，从而在高温地区的光伏项目招标中占据有利地位。4.2对光伏电站设计与运维的影响对于光伏电站的设计方和投资方而言，IECTS63126提供了系统化的组件选型依据。电站设计人员可根据项目所在地的气候条件，结合组件热仿真分析，确定预期的组件运行温度等级，进而选择合适的组件类型和材料配置。该标准也有助于电站全生命周期内的可靠性评估和度电成本（LCOE）分析。在运维层面，该标准为高温地区电站的组件定期检测和故障诊断提供了技术参考。运维人员可根据IECTS63126中规定的材料退化指标，制定更有针对性的巡检计划和维护策略。4.3对标准化体系建设的贡献IECTS63126的发布填补了国际光伏标准体系中高温运行可靠性评价的空白，与IEC61215（设计鉴定）、IEC61730（安全鉴定）、IEC61701（盐雾腐蚀）、IEC62804（电位诱导衰减PID）等标准共同构建了更加完善的光伏组件可靠性评价标准体系。该标准的实施也为未来IEC61215系列标准的修订提供了技术储备和参考依据。五、主要起草单位介绍5.1美国ULSolutions（标准主要牵头单位）ULSolutions（原UnderwritersLaboratories）是全球领先的应用安全科学专家，总部位于美国伊利诺伊州诺斯布鲁克，在全球拥有超过14,000名员工。UL在光伏领域拥有超过40年的技术积累，是全球最早开展光伏组件安全测试和认证的机构之一。ULSolutions旗下拥有先进的光伏组件可靠性实验室，具备完善的高温老化测试、加速老化测试和材料分析能力。在IECTS63126的编制过程中，ULSolutions承担了标准框架设计、温度等级体系构建和主要技术内容的起草工作。UL在高温环境光伏组件测试方面的长期数据积累和工程经验为该标准的科学性提供了坚实的技术基础。此外，ULSolutions的专家团队还主导或参与了多项IEC光伏标准的制定工作，包括IEC61215、IEC61730、IEC62804等，在国际光伏标准化领域具有广泛的影响力。5.2