IEC 62788-5-12020+AMD12022 CSV 光伏组件用材料的测量程序第5-1部分边缘密封与边缘密封材料一起使用的建议试验方法标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:EdgeSeals-SuggestedTestMethodsforUsewithEdgeSealMaterials光伏组件用材料的测量程序第5-1部分：边缘密封与边缘密封材料一起使用的建议试验方法标准立项发展报告摘要随着全球光伏产业的迅猛发展，光伏组件的长期可靠性与耐久性已成为行业关注的核心议题。边缘密封材料作为光伏组件封装体系中的重要组成部分，其性能优劣直接关系到组件的防潮性能、电气绝缘性能及整体使用寿命，然而长期以来缺乏统一、完善的国际测试标准。本报告以国际电工委员会（IEC）发布的标准IEC62788-5-1:2020+AMD1:2022CSV《光伏组件用材料的测量程序第5-1部分：边缘密封与边缘密封材料一起使用的建议试验方法》为研究对象，系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及修订情况。该标准首次为光伏组件边缘密封材料建立了一套完整的试验方法体系，涵盖材料物理性能、粘接性能、耐环境老化性能等多维度测试方案，填补了该领域的国际标准空白。本报告还对该标准的主要起草单位、标准的行业应用价值及未来发展趋势进行了深入分析，以期为我国光伏材料标准化建设及行业技术发展提供参考与借鉴。关键词：光伏组件；边缘密封材料；IEC标准；试验方法；标准化；封装材料；可靠性测试AbstractWiththerapiddevelopmentoftheglobalphotovoltaic(PV)industry,thelong-termreliabilityanddurabilityofPVmoduleshavebecomecoreconcernsintheindustry.AsanimportantcomponentofthePVmodulepackagingsystem,edgesealmaterialsdirectlyaffectthemoistureresistance,electricalinsulationperformance,andoverallservicelifeofmodules.However,therehaslongbeenalackofunifiedandcomprehensiveinternationaltestingstandardsinthisfield.Thisreportsystematicallyreviewsthebackground,developmentprocess,coretechnicalcontent,andrevisionsofthestandardIEC62788-5-1:2020+AMD1:2022CSV,"Measurementproceduresformaterialsusedinphotovoltaicmodules-Part5-1:Edgeseals-Suggestedtestmethodsforusewithedgesealmaterials,"issuedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC).Thisstandardestablishes,forthefirsttime,acomprehensivetestmethodsystemforPVmoduleedgesealmaterials,coveringmultipletestingdimensionsincludingphysicalproperties,adhesionperformance,andenvironmentalagingresistance,fillingthegapininternationalstandardsinthisfield.Thisreportalsoprovidesin-depthanalysisofthemaindraftingorganizations,industryapplicationvalue,andfuturedevelopmenttrendsofthisstandard,aimingtoprovidereferenceforChina'sPVmaterialsstandardizationandindustrytechnologydevelopment.Keywords:Photovoltaicmodules;Edgesealmaterials;IECstandards;Testmethods;Standardization;Packagingmaterials;Reliabilitytesting一、引言1.1研究背景在全球能源转型与碳中和目标的推动下，光伏发电已经成为最具竞争力的可再生能源形式之一。根据国际能源署（IEA）的统计数据，全球光伏累计装机容量持续快速增长，2023年已突破1.4太瓦（TW）。与此同时，光伏组件需要在户外环境中经受长达25年以上的长期服役考验，其耐久性和可靠性直接关系到电站投资收益和能源安全。光伏组件通常由玻璃盖板、封装胶膜、电池片、背板和边框等部分组成。在组件边缘部位，边缘密封材料（EdgeSeal）起着阻挡水汽侵入、维持层压结构完整性、提供电气绝缘和机械支撑的关键作用。尤其是对于双面玻璃组件和薄膜光伏组件，边缘密封材料的性能优劣往往决定了组件的使用寿命。然而，由于边缘密封材料种类繁多（包括丁基橡胶、聚异丁烯、硅酮等），其测试方法和性能评价长期缺乏统一的国际标准，导致不同制造商的产品质量参差不齐，也给组件设计选型和质量认证带来了困难。1.2标准化需求随着光伏组件技术迭代加速，特别是双面发电、大尺寸组件、无边框设计等新趋势的涌现，对边缘密封材料提出了更高的性能要求。面对这一需求，国际电工委员会（IEC）下设的光伏系统技术委员会（TC82）启动了光伏组件用材料测量程序系列标准的编制工作。其中，IEC62788-5-1标准专门针对边缘密封材料的试验方法进行了系统规范，旨在为全球光伏行业提供统一的材料评价工具和质量管理依据。本报告旨在全面阐述该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容和应用价值，为国内相关企事业单位和技术人员深入理解和有效应用该标准提供参考。二、标准基本信息概述2.1标准编号与名称-标准编号：IEC62788-5-1:2020+AMD1:2022CSV-标准名称：光伏组件用材料的测量程序第5-1部分：边缘密封与边缘密封材料一起使用的建议试验方法-英文名称：Measurementproceduresformaterialsusedinphotovoltaicmodules-Part5-1:Edgeseals-Suggestedtestmethodsforusewithedgesealmaterials-标准状态：现行-发布机构：国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）-ICS分类号：太阳能工程-发布日期：2022年1月28日（合并版）-发布年份：2022年-国别：国际组织-语言：英语、法语2.2版本说明本版本为合并版（CSV，ConsolidatedVersion），将IEC62788-5-1:2020第一版与2022年颁布的第1号修订（AMD1）合并出版。合并版将原标准文本与修订内容整合为一体，便于用户查阅和应用，避免分别查阅多个文件带来的不便。该标准目前为IEC标准体系中的正式国际标准，在国际范围内具有广泛适用性。值得注意的是，该标准与我国国家标准体系中的对应转化工作正在推进中，国内相关行业也在积极跟踪和参与该标准的制修订工作。2.3标准获取方式该标准以电子版加密PDF格式发行，用户可通过IECWebstore等官方渠道购买下载。由于标准文件的版权保护要求，下载后的文件需安装FileOpen插件方能打开，且需保持联网状态验证权限。每个购买用户限制累计在3台电脑上使用，共可打印5次。该标准售价为1861.0元人民币（或等值国际货币），反映了其作为国际标准文件的权威性和专业价值。三、标准编制背景与立项必要性3.1光伏行业发展对标准的需求光伏产业在过去二十年间经历了从实验室研究到大规模产业化应用的跨越式发展。据国际可再生能源机构（IRENA）数据，2010年至2022年间，全球光伏组件价格下降了约85%，光伏发电成本已低于传统化石能源。产业的爆发式增长带动了上游材料产业的全面进步，封装材料作为光伏组件的重要组成部分，其质量和可靠性直接影响组件的发电效率、使用寿命和安全性。在光伏组件的长期运行过程中，水汽侵入是导致组件功率衰减和绝缘失效的主要原因之一。边缘密封材料位于组件边缘，是阻挡外部环境因素（特别是水汽、氧气）侵蚀组件内部的核心屏障。尤其是在高湿度地区、沿海地区以及温差大的荒漠地区，边缘密封材料的性能直接决定了光伏组件的使用寿命。根据相关研究数据，因边缘密封失效导致的光伏组件故障在全部组件失效模式中占有相当比例，而这一问题在双面组件和薄膜组件中尤为突出。3.2国际标准的空白与需求尽管IEC已建立了一系列光伏组件测试标准（如IEC61215、IEC61730等），但这些标准主要侧重于组件成品的性能测试和安全性验证，对封装材料本身，尤其是边缘密封材料的系统性测试方法长期缺乏规范。各材料供应商和组件制造商在边缘密封材料的性能评价上各自为政，采用的测试方法、试验条件和评价指标各不相同，导致产品质量参差不齐、数据可比性差，严重制约了行业的健康发展。随着IEC62788系列标准的持续推进，光伏组件用材料（包括封装胶膜、背板、前板、边缘密封等）的标准化测试体系正在逐步完善。其中，IEC62788-5-1作为边缘密封材料专用测试方法标准，填补了该项国际标准的空白，具有里程碑式的意义。3.3标准编制遵循的原则IEC62788-5-1标准的编制遵循了以下原则：1.科学性原则：测试方法的设置以材料科学和失效机理分析为基础，确保测试结果具有科学的可解释性和预测性。2.实用性原则：测试方法力求简洁高效、经济可行，兼顾实验室条件差异，便于不同类型的实验室实施。3.协调性原则：与现有的IEC标准体系保持良好的协调性，避免重复和冲突，形成互补关系。4.先进性原则：充分吸收行业最新的测试技术成果和失效分析经验，代表当前国际先进水平。5.通用性原则：适用于不同类型和不同应用场景的边缘密封材料，为材料选择和质量控制提供统一依据。四、标准技术内容解析4.1标准的适用范围IEC62788-5-1标准适用于光伏组件中使用的边缘密封材料及其与相邻组件材料（如玻璃、背板、边框等）的组合试样的性能测试。标准涵盖的边缘密封材料类型包括但不限于：丁基橡胶类密封胶带、液态密封胶、预成型密封条等。值得注意的是，该标准特别强调其测试方法适用于“与边缘密封材料一起使用”的试验场景，即不仅关注材料本身的性能，更关注材料在模拟组件结构和应用条件下的综合表现。4.2标准的技术架构IEC62788-5-1标准遵循IEC62788系列标准的总体框架，在“光伏组件用材料的测量程序”总标题下，第5部分针对边缘密封材料制定专门的分部分标准。标准在技术架构上主要包含以下方面：（1）术语与定义：统一了边缘密封材料相关的专业术语，为国际间的技术交流和结果比对奠定基础。（2）试样制备：规定试样的尺寸、形状以及制备方法。对于边缘密封材料，试样制备方式需充分考虑材料在组件中的实际应用形式（如胶带压合、液体注射等）。（3）测试条件：明确标准试验环境（温度、湿度）以及特殊试验条件的控制要求。（4）试验方法矩阵：标准根据边缘密封材料的关键性能维度，构建了一个全面的测试方法矩阵。4.3核心技术内容4.3.1物理性能测试物理性能是评价边缘密封材料基本质量的基础指标。标准规定的物理性能测试包括但不限于：-密度测定：用于控制材料配方的稳定性和批次一致性。-挥发分含量测定：评估材料在高温条件下挥发性有机物的释放量，以判断其在层压及运行过程中可能的排气量及污染风险。-硬度测试：采用邵氏硬度计测量密封材料的硬度，反映其柔韧性和抗变形能力。-拉伸性能测试：测定材料的拉伸强度、断裂伸长率等力学参数，评估其在热应力条件下的抗拉伸能力。4.3.2粘接性能测试边缘密封材料的粘接性能直接影响组件的密封效果。标准规定的粘接性能测试方法包括：-剥离强度测试：测定密封材料与玻璃、背板、边框等基材之间的剥离力，是评价粘接强度的直接指标。-剪切强度测试：测定材料在平行于粘接面方向承受载荷时的最大应力，模拟组件在使用中受到的剪切应力作用。-水煮/湿热老化后粘接性能测试：考察材料在经过水煮或湿热老化试验后的粘接强度保持率，评估其耐水解能力。4.3.3水汽阻隔性能测试水汽透过率（WVTR）是边缘密封材料最关键的阻隔性能指标。标准规定了采用红外传感器法或电解传感器法测定水汽透过率的具体试验方法，包括测试温度、相对湿度、试样厚度和测试面积的选择要求。对边缘密封材料而言，通常要求在高温高湿条件下的水汽透过率尽可能低，以保证组件内部的干燥环境。4.3.4耐环境老化性能测试考虑到光伏组件在户外环境中的长期服役需求，标准规定了多种加速老化试验方法：-紫外老化试验：评价材料在紫外线辐照下是否发生黄变、龟裂或力学性能退化。-湿热老化试验：在高温高湿条件下考察材料的水解稳定性和粘接性能保持率。-热循环试验：通过温度循环变化模拟户外昼夜温差对材料产生的热胀冷缩应力影响。-盐雾试验：适用于近海地区光伏电站场景，评价材料的耐盐雾腐蚀能力。4.3.5电气性能测试边缘密封材料在某些组件结构中承担部分电气绝缘功能。标准规定的电气性能测试包括：-体积电阻率测试：评估材料的绝缘性能。-介电强度测试：测定材料在电场作用下是否发生击穿，确保组件在系统电压下安全运行。4.3.6AMD1修订的主要内容2022年发布的第1号修订（AMD1）对原标准进行了技术更新和完善，主要涉及以下方面：-调整部分测试条件的技术参数，使其与IEC61215、IEC61730等最新版组件标准的测试条件保持一致；-增加了对新型边缘密封材料（如反应型密封胶）的适用性说明；-完善了水汽透过率测试中的试样预处理条件和试验参数范围；-补充了部分测试方法的精密度和偏倚数据，增强了标准的可操作性。4.4标准的创新点IEC62788-5-1标准的发布具有以下创新意义：1.首次系统性：这是国际上首次针对光伏组件边缘密封材料制定专门的测试方法标准，填补了该领域的标准空白。2.全维度覆盖：标准从物理、力学、化学、电气、环境老化等多个维度全面覆盖了边缘密封材料的关键性能评价需求。3.应用导向明确：标准坚持以组件实际应用场景为导向，测试方法的设置充分考虑了材料在组件中的受力状态、环境条件和失效模式。4.可扩展性强：标准框架具有良好的扩展性，为后续增加新的测试方法或材料类型预留了接口。五、主要起草单位/归口标委会情况5.1IEC/TC82光伏系统技术委员会IEC62788-5-1标准由国际电工委员会光伏系统技术委员会（IEC/TC82）归口管理。IEC/TC82成立于1982年，是IEC下属专门负责光伏发电系统领域国际标准制定的技术委员会。其工作范围涵盖地面光伏组件、聚光光伏、光伏系统平衡部件以及相关材料等多个领域。在IEC/TC82的框架下，设置了多个工作组（WorkingGroup,WG），分别负责不同细分方向的标准制修订工作。与IEC62788系列标准密切相关的是WG2（非聚光组件工作组）和WG6（组件和材料可靠性工作组）。其中，涉及封装材料的测试方法标准主要由相关项目组（ProjectTeam,PT）具体推进。IEC/TC82汇聚了全球光伏领域的顶级专家，包括来自制造企业、检测认证机构、科研院所和终端用户的技术代表。中国作为全球最大的光伏制造国和应用市场，有多名中国专家积极参与IEC/TC82的工作，并在多个标准项目中担任重要角色。5.2主要参与单位介绍在IEC62788-5-1标准的制定过程中，多家国际知名机构和企业在标准草案的编制、试验方法的验证以及技术讨论中发挥了重要作用。5.2.1美国国家可再生能源实验室（NREL）美国国家可再生能源实验室（NationalRenewableEnergyLaboratory,NREL）是美国能源部下属的国家级实验室，总部位于科罗拉多州戈尔登市。NREL在光伏材料与组件的耐久性和可靠性研究领域拥有超过30年的技术积累，其光伏可靠性研究团队在国际上享有盛誉。在IEC62788-5-1标准的制定中，NREL的专家团队发挥了核心的技术引领作用。他们基于在光伏组件失效分析领域积累的大量数据和经验，率先提出了边缘密封材料标准化测试方法的框架性建议，并对标准中涉及的关键测试方法（特别是加速老化试验和力学性能测试）进行了系统的实验验证。NREL的研究成果为该标准的科学性奠定了基础，保证了标准中各项测试参数的合理性和可操作性。5.2.2弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（FraunhoferISE）德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所是欧洲最大的太阳能研究机构，在光伏组件材料表征和可靠性评估方面拥有世界领先的技术能力。该所在边缘密封材料的失效机理分析和耐久性评价方面开展了大量基础研究工作，该所专家在标准制定过程中承担了试验方法验