隨著 TOPCon 技術(shù)市場(chǎng)份額的快速增長(zhǎng)，對(duì)其可靠性評(píng)估需求迫切。盡管早期報(bào)告認(rèn)為 TOPCon 比 PERC 更可靠，但該技術(shù)在光伏組件可靠性方面經(jīng)驗(yàn)不足，仍存在如 PID-p、腐蝕、UV 誘導(dǎo)降解等問(wèn)題。「美能光伏」紫外老外試驗(yàn)箱、動(dòng)態(tài)載荷測(cè)試儀、溫濕度綜合環(huán)境箱等一系列可靠性檢測(cè)設(shè)備，可模擬外界的溫濕度、UV、載荷等環(huán)境因素，對(duì)TOPCon 光伏組件進(jìn)行可靠性測(cè)試。

研究選擇了五種不同制造商的組件，進(jìn)行了包括光穩(wěn)定化、溫度系數(shù)測(cè)定、光譜響應(yīng)、低光照行為、入射角修改器和能量評(píng)級(jí)等在內(nèi)的電氣特性測(cè)試，以及加速老化測(cè)試。

五種TOPCon光伏組件封裝材料概述

TOPCon光伏組件的特定定制老化測(cè)試序列

老化測(cè)試：包括潛在誘導(dǎo)退化（PID）測(cè)試、光與高溫誘導(dǎo)退化（LeTID）測(cè)試、濕熱（DH）測(cè)試、紫外線（UV）老化和濕度凍結(jié)（HF）測(cè)試，以及定制的機(jī)械負(fù)載（ML）測(cè)試。

PID測(cè)試根據(jù)IEC 61215-MQT21進(jìn)行，持續(xù)192小時(shí)，對(duì)每種組件類型的兩個(gè)組件分別施加正負(fù)電位。

LeTID測(cè)試根據(jù)IECTS 63342進(jìn)行，持續(xù)2×162小時(shí)。

DH測(cè)試根據(jù)IEC 61215進(jìn)行，持續(xù)2×1000小時(shí)，并在中間進(jìn)行特性測(cè)試。UV老化測(cè)試使用UV-A熒光燈作為光源，進(jìn)行60 kWh/m2的前側(cè)UV照射，然后進(jìn)行十次濕度凍結(jié)循環(huán)，溫度在-40℃至+85°C之間變化，相對(duì)濕度為85%RH。機(jī)械負(fù)載測(cè)試包括靜態(tài)負(fù)載測(cè)試和循環(huán)負(fù)載測(cè)試，以及熱循環(huán)測(cè)試。TOPCon光伏組件性能與能源評(píng)級(jí)

TOPCon光伏組件效率值、PMPP與標(biāo)簽值偏差、能量評(píng)級(jí)結(jié)果

研究中的TOPCon組件類型3的效率最高，為22.07%，而效率最低的組件類型為21.4%。這些效率值表明TOPCon技術(shù)在效率方面具有競(jìng)爭(zhēng)力，與PERC技術(shù)相比具有優(yōu)勢(shì)。性能與標(biāo)稱值的偏差：大多數(shù)TOPCon光伏組件的初始性能測(cè)試結(jié)果低于標(biāo)簽值，表明存在負(fù)偏差。這種偏差在光伏組件中是一個(gè)普遍現(xiàn)象，可能與制造公差、測(cè)試條件或行業(yè)標(biāo)稱做法有關(guān)。

效率和功率輸出：揭示了TOPCon組件的效率范圍從21.4%到22.07%，表明TOPCon技術(shù)在效率方面具有競(jìng)爭(zhēng)力。盡管存在負(fù)偏差，TOPCon組件的效率和功率輸出仍然優(yōu)于傳統(tǒng)的PERC技術(shù)。

氣候?qū)π阅艿挠绊懀?/strong>不同氣候條件下TOPCon組件的能量評(píng)級(jí)，表明氣候條件對(duì)組件的預(yù)期能量產(chǎn)出有顯著影響。溫帶沿海氣候下的能量評(píng)級(jí)最高，而亞熱帶干旱氣候下的能量評(píng)級(jí)最低，這可能與溫度、濕度、紫外線強(qiáng)度等因素有關(guān)。光致衰減和光與高溫誘導(dǎo)衰減

衰減程度：LID 和 LeTID 的影響都非常小。在 LeTID測(cè)試中，測(cè)量到的降解小于0.25%，處于測(cè)量重復(fù)性范圍內(nèi)，因此無(wú)法確定其有顯著影響。與 PERC 技術(shù)對(duì)比：這顯示出TOPCon 組件在這方面相對(duì)于基于 PERC 技術(shù)的先前組件類型具有優(yōu)勢(shì)，盡管需要指出的是，最新的 PERC 類型通常也因 LID 或 LeTID 而表現(xiàn)出非常小的降解。電位誘導(dǎo)衰減

TOPCon光伏組件PID測(cè)試后的PMPP退化情況

測(cè)試持續(xù)時(shí)間為192小時(shí)，對(duì)每種組件類型的兩個(gè)組件分別施加正負(fù)電位。

除組件類型5外，PID測(cè)試降解程度較小。部分TOPCon組件易受PID - p影響，與負(fù)電位觸發(fā)有關(guān)，總體上 TOPCon 組件對(duì) PID 的敏感性和嚴(yán)重程度與 PERC 組件無(wú)明顯差異。濕熱測(cè)試

TOPCon光伏組件在DH測(cè)試后的PMPP退化情況

DH（85°C/85% RH）測(cè)試 1000 小時(shí)后，組件功率出現(xiàn)了不同程度的降解，最高可達(dá)- 2.6%。多數(shù)情況下，第二次 1000 小時(shí)的 DH 測(cè)試未導(dǎo)致進(jìn)一步強(qiáng)烈降解，平均降解率為- 1.13%。

與 PERC 組件通常低于 1% 的功率降解相比，TOPCon 組件在DH老化測(cè)試中的功率降解略強(qiáng)，表明 TOPCon 技術(shù)在濕熱環(huán)境下的穩(wěn)定性相對(duì)較弱，濕氣對(duì)其性能產(chǎn)生了較大影響。

DH1000 和 DH2000 后的EL圖像

在 DH 老化過(guò)程中，組件類型3的電池金屬化或連接器出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，且在組件邊緣最為明顯，隨著DH老化時(shí)間增加，腐蝕程度加劇，表現(xiàn)為圖像中相應(yīng)區(qū)域的變暗。這表明濕氣從組件邊緣進(jìn)入內(nèi)部，對(duì)電池金屬化或連接器產(chǎn)生腐蝕作用，驗(yàn)證了濕氣侵入是導(dǎo)致組件老化和性能下降的重要因素。紫外老化測(cè)試

紫外線UV老化和HF測(cè)試后的PMPP

在紫外線老化過(guò)程中，組件表現(xiàn)出顯著的功率退化，某些情況下退化高達(dá)-12%。

經(jīng)過(guò)隨后的濕度凍結(jié)測(cè)試后，組件的性能有所恢復(fù)，退化程度降低到大約-3%。

UV老化和隨后的恢復(fù)形成了一個(gè)“W模式”，這表明在UV老化期間組件性能顯著下降，而在HF測(cè)試期間性能又有所回升。

UV/HF測(cè)試后的電致發(fā)光（EL）圖像UV老化測(cè)試后的EL圖像顯示了TOPCon組件對(duì)UV輻射的敏感性，以及在隨后的HF測(cè)試中性能的部分恢復(fù)。

棋盤(pán)格模式的細(xì)胞變暗和邊緣腐蝕特征表明，退化可能與組件生產(chǎn)過(guò)程中的個(gè)體細(xì)胞敏感性或濕氣侵入有關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了對(duì)TOPCon組件進(jìn)行UV和HF測(cè)試的重要性，以更好地理解這些組件在實(shí)際應(yīng)用中的性能和退化行為。機(jī)械負(fù)載測(cè)試

TOPCon光伏組件在靜態(tài)機(jī)械負(fù)載測(cè)試

靜態(tài)載荷的測(cè)試結(jié)果光伏組件在靜態(tài)載荷測(cè)試后框架發(fā)生了彎曲，這表明組件在承受機(jī)械負(fù)載時(shí)，其結(jié)構(gòu)完整性受到了影響。這種彎曲可能是由于所施加的靜態(tài)負(fù)載超過(guò)了組件框架所能承受的極限，導(dǎo)致框架發(fā)生形變。

在TOPCon組件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中考慮機(jī)械穩(wěn)定性，以確保組件能夠在實(shí)際應(yīng)用中承受預(yù)期的機(jī)械負(fù)載。

對(duì)TOPCon光伏組件進(jìn)行的一系列電氣特性和加速老化測(cè)試中，強(qiáng)調(diào)了組件穩(wěn)定性測(cè)試的重要性。特別是，濕熱、紫外老化和機(jī)械負(fù)載測(cè)試揭示了TOPCon技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可能面臨的穩(wěn)定性挑戰(zhàn)。美能溫濕度綜合環(huán)境試驗(yàn)箱

原文出處：Comparison of Commercial TOPCon PV Modules in Accelerated Aging Tests*

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