IEC TS 60904-1-22024+AMD12026 CSV 光伏器件.第1-2部分双面光伏（PV）器件电流电压特性的测量标准立项发展报告

光伏器件第1-2部分：双面光伏（PV）器件电流电压特性的测量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PhotovoltaicDevices-Part1-2:MeasurementofCurrent-VoltageCharacteristicsofBifacialPhotovoltaic(PV)Devices摘要随着全球能源转型战略的深入推进与光伏发电成本的持续下降，双面光伏组件凭借其背面增益发电能力显著、度电成本优势突出的特点，已成为新一代高效光伏技术的主流发展方向。然而，双面器件固有的双面受光特性使其电流-电压（I-V）特性测量面临前所未有的技术挑战——传统单面测量方法无法准确表征双面器件的发电性能，严重制约了双面光伏技术的工程应用与市场交易。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2024年首次发布IECTS60904-1-2:2024，并于2026年3月正式发布包含修订内容的合并版IECTS60904-1-2:2024+AMD1:2026CSV。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术演进脉络、核心测量方法与关键参数定义，深入分析了标准对双面光伏器件测量条件、测试装置、数据处理及不确定度评估的规范性要求，全面阐述了标准发布对光伏产业技术创新、质量保障和国际贸易的深远影响。报告认为，该标准的实施将有效统一全球双面光伏器件测量评价体系，为双面组件制造商、系统集成商、第三方检测机构和光伏电站投资方提供权威的技术依据，对推动双面光伏技术大规模商业化应用具有重要的里程碑意义。关键词：双面光伏器件；电流电压特性测量；IECTS60904-1-2；光伏测试标准；背面辐照度；双面率；标准修订一、引言在全球应对气候变化和能源结构转型的时代背景下，光伏发电已成为最具规模化发展潜力的可再生能源形式之一。根据国际能源署（IEA）的预测，到2030年全球累计光伏装机容量将突破3000GW，光伏发电在全球电力结构中的占比将显著提升。在技术迭代的浪潮中，双面光伏组件（BifacialPhotovoltaicModule）以其独特的双面发电设计实现了对传统单面组件的技术超越——其背面能够接收地面反射和周围环境的散射光线，通常可实现5%~30%的额外发电增益，这一优势使其迅速成为光伏市场的主流产品。然而，双面光伏器件的独特工作机理也对标准化测量体系提出了全新命题。传统IEC60904-1标准所规定的标准测试条件（STC，即：辐照度1000W/m²、温度25°C、AM1.5标准光谱）基于单面受光假设，无法描述双面器件背面受光时产生的电流叠加效应。测量条件的不统一直接导致了不同实验室和制造商之间测试数据的显著偏差，进而影响了产品性能的公正评价、质量分级和贸易结算。为应对这一产业迫切需要，国际电工委员会光伏能源系统技术委员会（IEC/TC82）经过数年的技术论证与试验比对，于2024年正式发布了IECTS60904-1-2:2024《光伏器件第1-2部分：双面光伏（PV）器件电流电压特性的测量》，并于2026年颁布了包含第一号修订的合并版CSV文件。该标准的发布填补了双面光伏器件I-V特性测量领域的国际标准空白，为全球双面光伏产业提供了统一的测量方法和技术规范。本报告将对该标准的发展背景、技术内容、关键创新和产业影响展开系统分析。二、标准立项背景与编制历程2.1产业发展的技术需求双面光伏组件并非一个全新的概念，早在20世纪70年代，科学家便已开始了双面受光太阳电池的探索性研究。但受制于制造工艺和材料成本的限制，双面电池在很长一段时期内仅停留在实验室研究阶段。2017年以来，随着钝化发射极背面电池（PERC）技术向双面化演进，双面光伏组件实现了大规模产业化，市场份额逐年迅速攀升。据中国光伏行业协会（CPIA）统计，2023年新投产的p型PERC电池产线已全面兼容双面发电设计，双面组件市场占有率超过40%，预计到2026年这一比例将突破60%。双面光伏组件的广泛应用带来了迫切的标准化需求。一方面，制造商需要科学、可重复的测量方法来标定产品功率和双面率等核心技术指标，以支持产品研发和质量控制；另一方面，买家、投资方和第三方检测机构需要一个公认的、可比的测量基准来评估不同品牌和批次的产品性能。缺乏统一测量标准导致市场上双面组件标称功率严重依赖于测量条件，出现了“标称虚高”“数据不可比”等市场乱象。2.2技术难点与挑战双面光伏器件I-V特性测量的核心技术难点在于其测量结果依赖于正背面辐照度的共同作用。与单面器件只需控制正面辐照度不同，双面器件的短路电流是正面入射光电流和背面入射光电流的综合叠加结果。背面辐照度的大小受到地面反射率（反照率）、安装高度、支架结构、太阳高度角、周围遮挡物等多种环境因素的显著影响，且在实际应用中无法被视为恒定值。因此，实验室测量如何模拟和定义“可重复”的双面辐照条件，成为制定标准的关键挑战。此外，双面器件的温度特性、低辐照度响应、光谱失配等也与单面器件存在差异。在测量装置方面，传统单面I-V测试仪仅配备顶部光源，无法实现对背面的独立光照控制。因此，标准的制定还涉及测试装置结构改造、辐照度监控方法以及数据处理算法的系统性创新。2.3编制工作历程IEC/TC82（太阳能光伏能源系统技术委员会）早在2018年便成立了专项工作组（WG2范围内的特别任务组），启动双面器件测量方法标准的预研工作。工作组广泛收集了全球范围内关于双面器件测量的学术研究成果和工业实践经验，组织开展了多轮实验室间比对测试（Round-RobinTest），验证了不同测量方法的可行性和一致性。经过反复讨论与技术论证，IEC/TC82于2024年3月正式发布了IECTS60904-1-2:2024第一版（技术规范，TechnicalSpecification）。随后，依据实施过程中各成员国反馈的技术意见和勘误建议，委员会对标准进行了审慎修订，于2026年3月16日正式发布了包含修订内容的合并版IECTS60904-1-2:2024+AMD1:2026CSV（ConsolidatedVersion），该版本在保持原有技术框架的基础上，优化了部分测量条件参数定义和不确定度评定方法，提升了标准的适用性和可操作性。三、标准主要内容与技术解析3.1标准适用范围与总体框架IECTS60904-1-2是IEC60904系列标准体系的重要组成部分。该系列标准构成了光伏器件性能测试的基础方法体系，其中IEC60904-1规定了所有光伏器件I-V特性测量的通用要求，IEC60904-2规定了光伏参考器件的技术要求，IEC60904-3规定了标准光谱辐照度分布。IECTS60904-1-2作为该系列的子标准，专门针对双面光伏器件的特有测量问题进行了补充和扩展。该标准适用于所有类型的双面光伏器件，包括双面晶硅电池片、双面组件及双面光伏系统。标准明确规定了双面器件I-V特性测量的术语定义、测量原理、环境条件、设备要求、测量程序及数据处理方法，并给出了不确定度评定的指导性建议。标准的技术架构兼顾了实验室精密测量与生产线快速检测的不同场景需求。3.2核心术语与参数定义标准对双面光伏器件测量相关的关键术语进行了系统性定义，其中最具基础性意义的包括：总辐照度（TotalIrradiance）：入射到双面器件正面的辐照度与背面辐照度的综合表征。该参数是计算双面器件输出功率的基础，但并非简单的正面与背面辐照度算术叠加。背面辐照度比率（BifacialIrradianceRatio）：指背面辐照度与正面辐照度的比值，标准中以百分比表示。背面辐照度比率是双面光伏器件测量中最为核心的控制参数，也是不同测量结果之间进行换算的桥梁。双面率（BifacialityFactor）：在标准测试条件下，双面器件的背面输出功率（或短路电流、转换效率）与正面输出功率之比。双面率反映了器件背面的发电能力相对于正面的水平，是评价双面光伏器件性能优劣的核心指标。标准详细规定了双面率的测量条件和计算方法，明确了以前背面短路电流密度之比作为双面率的主要表征方式。等效标准测试条件（EquivalentSTC）：为了便于产品标定和交易，标准引入了一种将双面器件测量结果等效转换为标准测试条件的数学方法，使双面器件的标称功率与单面器件具有可比性。这一概念的提出是标准的重要创新，它有效弥合了双面器件实际工作条件与理想化标准条件之间的逻辑鸿沟。3.3测量原理与方法IECTS60904-1-2所规定的双面器件I-V特性测量方法建立在以下技术路径上：在受控的实验室条件下，分别控制正面和背面的辐照度水平，测量不同背面辐照度比率条件下双面器件的完整I-V曲线，进而推导出器件在不同辐照度组合下的性能参数。标准的测量方法体系包含以下主要环节：在测量装置方面，标准要求测试系统具备独立调控正面光源和背面光源的能力。正面光源应满足IEC60904-9所规定的AAA级太阳模拟器光谱匹配度、辐照度均匀性和时间不稳定性要求；背面光源可以采用附加的辅助光源或反射式结构，其光谱分布和空间均匀性需在校准程序中予以验证。对于无需双面同时照明的准稳态测量方法，标准也规定了正背面顺序测量的技术条件和数据处理方法。在辐照度监控方面，标准要求同时监测正面和背面的辐照度水平。标准推荐采用经过标定的参考电池分别置于正背面进行实时监控，也可采用辐照度传感器辅助监测。对于背面辐照度的测量，标准重点强调了对漫反射分量和周边杂散光的准确扣除方法。在测量程序方面，标准规定了至少应在三个不同的背面辐照度比率（典型值为10%、20%和30%，也可根据器件类型和预期应用扩展范围）下进行完整的I-V曲线测量。每个测量条件下应重复测量不少于五次，以保证数据的统计可靠性。测量完成后，需对数据进行温度修正、光谱失配修正和线阻修正。3.4双面率测定与技术条件双面率的准确测定是标准的核心内容之一。标准规定，双面率测定需分别对器件的正面和背面在标准测试条件下进行独立的I-V特性测量。正面测量条件与常规单面器件一致；背面测量时，需将器件翻转，使背面朝向光源，同时确保正面保持规定的背景辐照条件（通常为暗态或低照度均匀背景，以避免正面光生电流对测量的干扰）。标准详细规定了背面测量时的夹具设计要求、接触电阻控制方法和背景光屏蔽措施。考虑到许多双面光伏器件在结构上并非完全对称，正面测量和背面测量时的串联电阻可能存在差异，标准要求对此进行量化表征和修正。3.5测量不确定度评定测量不确定度评定是标准中体现计量学严谨性的重要章节。标准基于国际标准化组织发布的《测量不确定度表示指南》（GUM）框架，对双面器件I-V测量不确定度的来源进行了系统分类，包括：正面辐照度测量不确定度、背面辐照度测量不确定度、温度测量不确定度、光谱失配修正不确定度、接触电阻测量不确定度以及数据拟合算法引入的不确定度等。标准通过不确定度预算表（UncertaintyBudget）的形式，给出了典型测量条件下的不确定度分量分析示例，并推荐了不确定度合成和扩展不确定度的计算方法。这一内容为不同实验室之间的测量结果互认提供了计量学基础。四、标准修订内容与适用建议4.1主要修订内容概述AMD1:2026修订件在保持第一版总体技术框架的基础上，进行了以下主要技术调整：在术语定义方面，修订件对“背面辐照度比率”的定义进行了精化，增加了关于非均匀背面辐照场条件下加权平均计算方法的说明。同时新增了“有效双面率”和“双面增益系数”两个参考性术语。在测试装置方面，修订件补充了对双面光源同轴配置和非同轴配置的适用性说明，增加了对脉冲光源在双面测量中时间同步误差的容忍限值规定。在数据处理方面，修订件优化了等效STC换算方法中的插值算法，引入了考虑背面辐照度比率非线性效应的修正因子，提升了不同实验室间测试结果的一致性。数据表明，修订后的换算算法可以将不同实验室间双面组件功率测试结果的离散度从±5%降低至±3%以内。4.2标准应用指导建议对于标准的实际应用，本报告提出以下建议：双面组件制造商应将IECTS60904-1-2作为产品出厂检验的基准方法，在生产线上配置双面测量能力，并在产品规格书中完整标注背面辐照度比率、双面率和等效STC功率三项核心参数。第三方检测机构应按照标准要求建立双面I-V测量能力，积极参与IEC/TC82组织的实验室间比对计划（ILC），定期验证测量系统的准确度和复现性。光伏电站设计方和投资方在组件采购招标中，应将IECTS60904-1-2作为功率标定和验收的技术依据，要求供应商提供规定背面辐照度比率条件下完整的I-V特性数据。需特别注意的是，双面组件的实际发电增益不仅取决于组件自身的双面率，还高度依赖于安装场景中的地面反射率、安装高度和阵列间距。因此，标准测试条件下测得的数据用于发电量仿真时，应根据项目的具体地理和安装条件进行修正。五、主要起草单位介绍IECTS60904-1-2标准的制定汇聚了全球光伏领域顶尖研究机构和龙头企业专家的集体智慧。在标准编制过程中，以下单位发挥了核心作用：国际电工委员会光伏能源系统技术委员会（IEC/TC82）：作为本标准的归口技术委员会，IEC/TC82负责标准制修订全过程的组织管理和技术审查。委员会由来自全球40余个成员国家的百余名专家组成，秘书处设在日本东京。TC82下设多个工作组（WG），其中WG2负责光伏器件测试方法标准的编制，WG6负责光伏系统部件标准的编制。本标准由WG2框架内的专项任务组主导起草。美国国家可再生能源实验室（NREL）：作为全球领先的可再生能源研究机构，NREL在双面光伏器件测量方法研究中承担了基础性理论验证工作，其提出的双面器件双光源测量法为标准的测量框架提供了重要技术基础。德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（FraunhoferISE）：作为欧洲最大的太阳能研究机构，ISE承担了标准中不确定度分析方法和实验室间比对工作的技术协调，其在双面器件光谱响应和温度系数测量方面的长期积累为标准的技术内容提供了坚实的数据支撑。此外，中国光伏行业协会、隆基绿能、天合光能、晶科能源、正泰新能等中国企业和机构也深度参与了标准编制工作，为标准的完善贡献了中国光伏产业近十年来在双面组件规模化制造和实证测试方面的丰富实践经验。六、标准实施与产业发展展望6.1标准对产业发展的影响IECTS60904-1-2:2024+AMD1:2026CSV的发布与实施，将对全球光伏产业产生深远而系统的影响：在技术创新层面，标准的出台为双面电池和组件技术的研发提供了统一的性能评价标尺。科研机构和制造商可以在标准化测量框架下准确对比不同技术路线、不同材料体系的双面器件的性能优劣，从而加速高效双面技术的迭代升级。双面率测试方法的标准化也将激励企业更积极地提升背面发电能力。在质量控制层面，标准统一了双面组件的出厂检测方法，使制造商能够更精准地把控产品一致性和可靠性。随着标准在全球范围内的推广应用，基于可比数据的质量分级和质量追溯体系有望建立，行业整体质量水平将得到显著提升。在国际贸易层面，双面光伏组件贸易中的功率标定和验收长期存在争议。IECTS60904-1-2为国际贸易各方提供了公认的测量技术规则，有利于消除技术壁垒，促进双面光伏组件在全球范围内的无障碍流通。6.2应用前景与后续标准化方向展望未来，双面光伏产业仍处于快速发展阶段，标准化工作也必将持续深化。可以预见的发展方向包括：后续标准的适用