IEC 61215-1-32021AMD12022 修改件1.地面光伏（PV）组件.设计鉴定和型式认证.第1-3部分薄膜非晶硅基光伏（PV）组件试验的特殊要求标准立项发展报告

修改件1.地面光伏（PV）组件.设计鉴定和型式认证.第1-3部分：薄膜非晶硅基光伏（PV）组件试验的特殊要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-TerrestrialPhotovoltaic(PV)Modules-DesignQualificationandTypeApproval-Part1-3:SpecialRequirementsforTestingofThin-FilmAmorphousSiliconBasedPhotovoltaic(PV)Modules摘要随着全球能源转型战略的深入推进，光伏发电技术持续迭代升级，薄膜非晶硅基光伏组件因其弱光响应优异、温度系数低、规模化生产成本优势显著等特点，在建筑一体化光伏（BIPV）、柔性光伏应用及大型地面电站等场景中占据重要市场地位。为确保该类组件的长期可靠性、耐久性和安全性能，国际电工委员会（IEC）制定了IEC61215-1-3系列标准，专门规定薄膜非晶硅基光伏组件设计鉴定和型式认证的试验特殊要求。2022年3月28日，IEC正式发布IEC61215-1-3:2021/AMD1:2022修改件，对该标准的试验条件、测试方法和判定准则进行了系统性修订完善。本报告系统梳理了该修改件的立项背景、技术内容、修订要点及行业影响，分析了其对光伏组件质量验证体系升级的推动作用，并对后续标准演进趋势和产业应用前景进行了展望。报告认为，该修改件的发布实施将进一步强化我国光伏产业在国际标准体系中的对标能力，为薄膜非晶硅组件产品质量提升、国际贸易互认和技术创新提供坚实的标准化支撑。关键词：薄膜光伏组件；非晶硅；设计鉴定；型式认证；IEC61215；国际标准；试验方法Keywords:Thin-filmphotovoltaicmodules;Amorphoussilicon;Designqualification;Typeapproval;IEC61215;Internationalstandards;Testmethods一、引言1.1标准立项背景在全球碳中和目标驱动下，光伏产业正经历前所未有的发展机遇期。据国际可再生能源署（IRENA）统计，截至2023年底，全球光伏累计装机容量已突破1.4TW，其中薄膜光伏组件市场份额约为5%—8%，而在这之中非晶硅基薄膜组件又占据薄膜类产品的相当比重。非晶硅薄膜光伏组件在弱光环境下具有优异的发电性能，其温度系数（约为-0.2%/℃至-0.3%/℃）显著优于晶体硅组件（约为-0.4%/℃），在高温环境下发电量损失更小。此外，非晶硅薄膜具备可柔性化、可透光化等独特优势，在建筑光伏一体化等新兴应用场景中展现出广阔前景。然而，薄膜非晶硅组件在长期户外运行中面临特有的退化机制，主要包括光致衰减（Staebler-Wronski效应）、湿热环境下的透明导电氧化物（TCO）层退化、薄膜分层和腐蚀等问题。这些特殊的失效模式决定了其不能简单套用晶体硅组件的测试方法，而需要专门的试验规程进行针对性评估。1.2标准研制历程IEC61215系列标准最初于1993年发布，历经多次修订和完善。随着技术发展，IEC将原IEC61215标准拆分为系列标准，其中IEC61215-1规定了通用测试要求，IEC61215-1-1、IEC61215-1-2、IEC61215-1-3和IEC61215-1-4分别针对晶体硅、CdTe、非晶硅基和CIGS等不同技术路线组件规定了特殊测试要求。IEC61215-1-3:2021于2021年发布，随后在2022年3月28日发布了本报告所关注的修改件AMD1:2022。1.3标准的重要性IEC61215-1-3作为国际社会广泛认可的地面光伏组件设计鉴定和型式认证依据，在全球光伏产品国际贸易和质量认证中发挥着不可替代的基础性作用。我国作为全球最大的光伏组件制造国和出口国，薄膜非晶硅组件产能亦位居世界前列。据中国光伏行业协会（CPIA）数据，2023年我国薄膜光伏组件产量约占全球总产量的30%左右。因此，深入研究该修改件的技术内容，对于指导我国相关企业产品研发、质量控制、检测认证和国际市场准入具有重要意义。二、标准范围与主要技术内容2.1标准适用范围IEC61215-1-3:2021/AMD1:2022明确规定适用于地面用薄膜非晶硅基光伏组件的设计鉴定和型式认证，涵盖了以非晶硅（a-Si）、非晶硅/非晶硅（a-Si/a-Si）叠层以及非晶硅/微晶硅（a-Si/μc-Si）叠层等为代表的技术路线。该标准主要针对平板型组件，不适用于聚光光伏组件。对于BIPV组件，该标准同样适用，但需结合IEC61215-1中关于BIPV的相关要求执行。该修改件延续了IEC61215-1:2021框架下"通用要求+特殊要求"的标准架构模式。IEC61215-1规定了所有类型光伏组件试验的通用程序——包括抽样、标识、标准测试条件（STC）性能测试、绝缘试验、湿漏电流试验、温度循环试验、湿热试验等基本测试要求，而IEC61215-1-3则在通用要求基础上，针对非晶硅基薄膜组件的材料特性和失效机理增加了特殊试验方法和补充判定要求。2.2核心测试技术内容该标准规定了一系列专门针对非晶硅基组件特性的试验内容。首先，光照预处理试验是薄膜非晶硅组件特有的关键测试项目。鉴于非晶硅材料在光照作用下会发生Staebler-Wronski效应（即光致亚稳态变化），导致组件初始输出功率下降并在一定时间后趋于稳定，标准要求在正式性能测试前必须对组件进行规定条件下的光照预处理，以保证测试结果的代表性和可比性。AMD1:2022对该预处理的累积光照剂量、辐照度水平和组件温度控制要求进行了进一步精确规定。其次，标准规定了最大功率确定的具体程序。考虑到非晶硅组件在光照条件下的性能变化特征，要求在光照预处理前后分别测定组件的I-V特性曲线，并在规定的测试条件下通过I-V曲线扫描确定最大功率点。AMD1:2022对功率测定的顺序和条件进行了微调，并增加了一些关于I-V曲线测试设备的精度要求。此外，标准还对湿漏电流试验的试验条件进行了特殊规定。由于非晶硅薄膜组件的导电层（TCO层）和薄膜结构在潮湿环境下存在特殊的漏电通道和腐蚀风险，标准对组件在浸水或喷淋状态下的绝缘性能提出了更严格的测试要求，并针对叠层组件的中间层接触问题提供了补充检测方案。在温度循环试验方面，标准规定了与非晶硅薄膜材料热膨胀系数和层间应力特性相匹配的温度变化速率、上下限温度保持时间和循环次数要求。鉴于薄膜层间热应力是导致组件分层和失效的重要因素，AMD1:2022在该试验环节增加了对试验后组件外观检查和功率衰减率判定阈值的细化规定。在湿热试验方面，标准设定了针对薄膜组件的高温高湿老化试验条件，验证组件在长期湿热环境下的耐候性能和封装材料的阻水能力。修改件还增加了关于试验后附着力测试的建议性要求，以更全面评估封装材料和薄膜层间的界面完整性。需要指出的是，该修改件并未对IEC61215-1-3:2021的结构框架进行根本性重构，而是针对上述各个试验环节中的具体技术细节——包括试验样品数量、试验条件容差范围、测量不确定度要求和合格判定准则等方面进行了精准修订，进一步消除了标准执行过程中的歧义，增强了不同检测机构之间测试结果的一致性和互认性。2.3修订核心要点分析AMD1:2022的主要修订内容可归纳为以下几个方面。在术语和定义方面，修改件对部分术语进行了更新和澄清，特别是有关光照预处理状态、稳定化状态和初始稳定化等关键概念的表述更加精确，减少了因术语理解差异导致的测试执行偏差。在试验条件容差方面，修改件对光谱失配修正、辐照度不均匀度和温度不均匀度等关键参数的容许偏差范围进行了重新界定，在保证测试精度的前提下兼顾了实验室可操作性。在功率判定要求方面，修改件进一步明确了光照预处理前后最大输出功率的变化率限值要求，并规定了在功率衰减超出阈值时的复测程序和样品处置办法，增强了标准执行的确定性。在测试报告要求方面，修改件增加了对光照预处理详细记录、I-V测试曲线数据附图和环境条件监测数据等报告内容的强制性要求，提升了测试结果的溯源性和可审查性。三、标准发布信息与配套环境3.1标准发布机构本修改件由国际电工委员会（IEC）正式发布。IEC成立于1906年，是制定和发布国际电工电子标准的全球性标准化组织，其成员覆盖全球170多个国家和地区。在光伏领域，IEC下设TC82（太阳能光伏能源系统技术委员会）专门负责光伏系统、组件和部件的国际标准制修订工作。TC82下设多个工作组（WG），其中WG2负责光伏组件的设计鉴定和型式认证标准的维护和修订，本修改件即由WG2主导编制。IECTC82/WG2汇聚了来自全球光伏制造企业、检测认证机构、科研院所和用户方的顶尖专家，其标准制定过程遵循公开、透明、协商一致的基本原则。我国有多位专家积极参与TC82/WG2的标准制修订工作，在国际光伏标准舞台上发出了中国声音。3.2标准版本与可获得性本修改件标准状态为"现行"，以电子版加密PDF格式发布，支持英语和法语两种语言版本。用户可通过IEC官方网站或授权经销商进行下载，文件大小约1分钟即可完成下载。需注意该电子版文件采用了FileOpen数字版权管理技术保护，用户下载后须安装FileOpen插件方可正常打开阅读，且阅读时需要保持电脑联网状态。在打印权限方面，该文件限制累计3台电脑授权使用，共可打印5次，单次打印的页数不限。该标准的官方定价为160.0元人民币（含税），体现了国际标准定价体系下的合理费用水平。3.3标准分类与关联标准本标准的国际标准分类号（ICS）归类于太阳能工程领域（ICS27.160）。在IEC61215系列标准体系中，本修改件的关联标准主要包括：-IEC61215-1:2021《地面光伏（PV）组件.设计鉴定和型式认证.第1部分：试验要求》-IEC61215-2:2021《地面光伏（PV）组件.设计鉴定和型式认证.第2部分：试验程序》-IEC61215-1-1:2021（晶体硅组件特殊要求）-IEC61215-1-2:2021（CdTe组件特殊要求）-IEC61215-1-4:2021（CIGS组件特殊要求）-IEC61730系列（光伏组件安全鉴定标准）上述标准共同构成了一套完整、协调的光伏组件质量评价体系。四、标准修订参与单位介绍4.1中国电子技术标准化研究院中国电子技术标准化研究院（以下简称"电子标准院"）是IEC61215系列标准在我国最重要的技术归口单位和技术支撑机构之一。该院创建于1963年，是工业和信息化部直属的事业单位，也是国家集成电路、光伏、锂离子电池等电子信息领域标准化的核心研究机构。在光伏标准化领域，电子标准院承担着全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会（SAC/TC90）秘书处工作，负责组织协调我国光伏领域的国家标准、行业标准制修订，并代表中国参与IECTC82国际标准化活动。长期以来，电子标准院组织国内光伏企业和检测机构深度参与IEC61215系列标准的制修订工作，为我国光伏产业与国际标准接轨发挥了关键的桥梁纽带作用。在IEC61215-1-3:2021/AMD1:2022的修订过程中，电子标准院组织国内相关单位通过IEC国内技术对口渠道积极提出修改意见和提案，参与了涉及光照预处理方法、测试容差确定和功率判定准则等多项关键技术条款的讨论和表决。该院在光伏组件检测验证领域积累的丰富经验和大量的试验数据，为标准技术内容的科学性和可操作性提供了重要的实证支撑。4.2其他主要参与力量除电子标准院外，该修改件的制修订还凝聚了众多国内外权威机构的智慧和经验。在国际侧，美国国家可再生能源实验室（NREL）、弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（FraunhoferISE）、日本产业技术综合研究所（AIST）等国际知名研究机构在试验方法开发和验证方面发挥了重要作用。在国内侧，中国质量认证中心（CQC）、中国国检测试控股集团（CTC国检集团）等国家光伏质检机构和天合光能、晶澳科技等领军企业的技术专家也深度参与了相关技术讨论和验证试验工作，为标准的科学完善贡献了中国智慧和中国方案。五、标准实施意义与应用前景5.1对非晶硅组件质量保障的技术支撑AMD1:2022的实施显著提升了薄膜非晶硅基光伏组件型式认证的科学性和可靠性。通过对光照预处理条件、功率测试方法和耐久性试验判定的细化和优化，该修改件有效降低了不同检测机构间由于试验条件差异导致的测试结果偏差，提高了型式认证结论的一致性和可比性。这对于确保投放市场的非晶硅组件产品具备良好的长期可靠性和发电性能，保障终端用户利益和光伏电站投资收益具有基础性支撑作用。5.2对国际贸易与市场准入的促进作用IEC61215-1-3作为国际电工委员会发布的最新版本标准，被全球各主要经济体广泛引用和采信。欧盟、东南亚、中东、拉美等多个国家和地区在光伏产品市场准入制度中均直接或间接引用了IEC61215系列标准作为技术依据。本修改件的发布，为实现全球范围内薄膜非晶硅组件测试方法和认证结果的统一互认、减少重复检测和认证壁垒、降低国际贸易成本提供了更为完善的技术基础。5.3对我国光伏产业发展的战略价值我国是全球最大的光伏组件制造国和出口国，薄膜非晶硅组件在BIPV、柔性组件等细分市场具有差异化竞争优势。本修改件的发布实施对我国光伏产业的影响可从研发端和制造端两个维度予以审视。在研发端，统一完善的国际标准为企业新产品开发提供了明确的技术目标和测试依据，有助于引导企业在产品设计阶段就充分考虑可靠性要求，减少开发过程中的试错成本，加速创新成果的产业化进程。标准中对光照预处理、湿热耐久性等关键试验的细化要求，为非晶硅组件的材料选型、封装工艺优化和可靠性提升提供了重要的技术指引。在制造端，严格对标国际先进标准要求，有助于推动企业不断提升生产过程的工艺控制水平和质量管理能力。同时，熟悉和应用最新国际标准要求，有助于我国检测认证机构提升自身测试服务能力，加快获得国际互认资质，为我国光伏产品出口提供更加便捷高效的一站式检测认证服务。5.4对接国家政策与产业发展方向六、结论与展望IEC61215-1-3:2021/AMD1:2022的发布实施，是薄膜非晶硅基光伏组件国际标准化进程中的重要里程碑。该修改件在系统继承IEC61215-1-3:2021技术框架的基础上，对光照预处理、功率测定、耐久性试验等关键技术环节进行了精准修订和完善，进一步提升了标准的技术先进性和可操作性，为全球薄膜非晶硅组件产品的设计鉴定和质量认证提供了更加科学统一的技术依据。展望未来，随着光伏技术路线的持续多元化发展，IEC61215系列标准将继续保持动态演进态势。一方面，钙钛矿/硅叠层电池等新兴光伏技术的产业化进程不断加速，对标准体系提出了新的需求；另一方面，光伏组件应用场景日趋丰富——从传统地面电站向BIPV、光伏车棚、农光互补等多元化场景延伸——也对标准体系的适应性提出了更高要求。可以预见，IECTC82将持续跟踪技术发展和产业需求，适时推动相关标准的制修订工作。参考文献[1]IEC61215-1-3:2021/AMD1:2022,Amendment1-Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandty