光伏電池 第3部分：雙面光伏電池電流-電壓特性的測(cè)量 編制說明

1光伏電池第3部分：雙面光伏電池電流-電壓特性的測(cè)量》編制說明根據(jù)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2023年第四批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《光伏電池第3部分：雙面光伏電池電流-電壓特性的測(cè)量》（計(jì)劃號(hào)20231862-Z-339）由全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC90）歸口管理，由嘉興阿特斯技術(shù)研究院有限公司牽頭編制，任務(wù)計(jì)劃完成時(shí)間為2025年。2、制定背景晶體硅電池和組件一直是光伏行業(yè)的主流產(chǎn)品，為了有更高的轉(zhuǎn)換效率，已從傳統(tǒng)的單面電池發(fā)展到現(xiàn)在的雙面電池，且雙面電池已在晶體硅電池領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，接近全面化。相比傳統(tǒng)單面電池，雙面電池可以用有效的利用背面的反射光或環(huán)境光來發(fā)電，針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境，雙面電池的背面發(fā)電量可以達(dá)到正面的10%-30%。目前行業(yè)內(nèi)大都采用單面電池測(cè)試方法來測(cè)試雙面電池，這種方法僅適用單面發(fā)電的評(píng)估，不能體現(xiàn)雙面組件在戶外實(shí)際雙面發(fā)電的工作狀態(tài)，無法為組件客戶提供準(zhǔn)確有效的測(cè)試數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有得到雙面電池I-V測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)雙面器件特別是雙面組件，對(duì)雙面電池不大適用，特別是大量生產(chǎn)線使用。光伏行業(yè)亟需建立適用于晶體硅雙面電池電參數(shù)測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)，用是適用于量產(chǎn)雙面電池I-V測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。3、主要工作過程2024年3月，在接到計(jì)劃任務(wù)后，嘉興阿特斯技術(shù)研究院有限公司積極組織內(nèi)部技術(shù)力量組成標(biāo)準(zhǔn)編制組。于2024年3月在內(nèi)部召開了溝通會(huì)，確定了內(nèi)部編制組成員及分工。2024年4月8日，為保證標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目按時(shí)、高質(zhì)量完成，加強(qiáng)過程管理，經(jīng)研究，由秘書處統(tǒng)一組織在北京召開《光伏組件安全鑒定第2部分：測(cè)試要求》等38項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)會(huì)暨標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)培訓(xùn)會(huì)。2024年6月12日，由全國(guó)太陽(yáng)光伏能源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC90）秘書處統(tǒng)一組織召開5項(xiàng)電池標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的技術(shù)討論會(huì)，就標(biāo)準(zhǔn)正文、技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行討論修改，產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。2024年7月，標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入征求意見階段。2本標(biāo)準(zhǔn)以科學(xué)性、合理性和可行性為原則。本標(biāo)準(zhǔn)由IECTS63202-3Photovoltaiccells-Part3:Measurementofcurrent-voltagecharacteristicsofbifacialphotovoltaiccells等同轉(zhuǎn)化編制。本標(biāo)準(zhǔn)格式依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》與GB/T1.2—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分：以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件起草規(guī)則》的規(guī)則編寫。2、主要內(nèi)容范圍規(guī)范性引用文件術(shù)語(yǔ)和定義方法原理-雙面同步光照法-正面等效光強(qiáng)法-順序光照法測(cè)試設(shè)備測(cè)試步驟報(bào)告3、編制過程中解決的主要問題提供三種測(cè)試雙面電池電參數(shù)的方法，包括：雙面同步光照法、正面等效光強(qiáng)法、順序光照法。規(guī)范三種方法分別在測(cè)試設(shè)備、測(cè)試步驟及標(biāo)片校準(zhǔn)上的要求。并針對(duì)實(shí)驗(yàn)室與量產(chǎn)中的應(yīng)用給出了建議的選擇方案。4、修訂前后技術(shù)內(nèi)容對(duì)比本標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化自2023年發(fā)布的IECTS63202-3Photovoltaiccells-Part3:Measurementofcurrent-voltagecharacteristicsofbifacialphotovoltaiccells，初次編制，非修訂。1、試驗(yàn)驗(yàn)證情況阿特斯聯(lián)合Halm，Wavelabs，Pason等I-V測(cè)試機(jī)生產(chǎn)商，充分驗(yàn)證了1）雙面同步光照法，2）等效光照法等主流測(cè)試方法，在理論及實(shí)際應(yīng)用中的偏差。理論上，阿特斯采用光伏電池模擬軟件Quokka3D分別模擬了雙面電池在兩種測(cè)試方法下的電性能表現(xiàn)，如表格1所示。理論上，等效光照3法與雙面同步關(guān)照法具有極佳的一致性，模擬上的功率誤差在0.1%以內(nèi)。表1.正面等效光照法（GE）與雙面同步光照(BIFI)測(cè)試電性能模擬。兩種方法的理論偏差在0.1%以內(nèi)。模擬軟件采用Quokka3D。實(shí)驗(yàn)上，為驗(yàn)證兩種方法的普適性及一致性，阿特斯分別聯(lián)合HALM與PASON公司分別獨(dú)立搭建了雙面光照測(cè)試平臺(tái)，并結(jié)合各類雙面電池開展了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。圖1.正面等效光照法相對(duì)雙面同步光強(qiáng)法測(cè)試的功率相對(duì)誤差。a)PERC電池；b）Topcon電池；c）HJT電池。圖1是結(jié)合PERC、Topcon、HJT等電池，分別采用正面等效光照法與雙面同步光照法，實(shí)際測(cè)試得到的功率相對(duì)偏差?？梢钥吹?，對(duì)不同的電池類型，兩種方法得到了基本一致的結(jié)果，兩種方法的最大功率偏差均在0.6%這一可接受的范圍內(nèi)。理論與實(shí)驗(yàn)上有著基本一致的結(jié)果，均證明了利用雙面同步光照法、正面等效光照法測(cè)試雙面電池的可行性。2、預(yù)期的效益雙面電池是當(dāng)前光伏產(chǎn)業(yè)中先進(jìn)的技術(shù)方向，是顯著提升組件戶外發(fā)電量、大幅度降低LCOE度電成本的重要技術(shù)方案，具有巨大的市場(chǎng)潛力。本標(biāo)準(zhǔn)提案對(duì)電池生產(chǎn)企業(yè)將產(chǎn)生重要影響：1、已有的單面電池測(cè)試設(shè)備可依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)改造升級(jí)成符合某種測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)的雙面電池測(cè)試設(shè)4備，避免因標(biāo)準(zhǔn)不明確多次改造帶來額外的投資。2、新增的測(cè)試設(shè)備可能優(yōu)選為支持雙面電池測(cè)試和分選，符合本標(biāo)準(zhǔn)提案的要求。針對(duì)晶體硅雙面電池和組件的I-V測(cè)試，目前業(yè)內(nèi)主要有三種方法：1）同步光照法，2）等效法，3）公式法。但目前還沒有專門針對(duì)雙面電池的I-V測(cè)試的技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，所用測(cè)試方法均為參考組件相關(guān)的測(cè)試方法。有相近測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，如：IECTS60904-1-2：Measurementofcurrent-voltagecharacteristicsofbifacialphotovoltaic(PV)devices。此技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)于2019年1月正式發(fā)布，雖草案有提出雙面組件的I-V測(cè)試方法，但戶外測(cè)試方法不適用于電池片的I-V測(cè)試。IEC60904-1-2中也有提到用單面光源分別測(cè)試正面和背面的電性能，最后使用單面增強(qiáng)的光照來等效雙面光照的情況，該方法測(cè)試耗時(shí)太多對(duì)電池測(cè)試來講可行性不高，并且缺乏直接的物理意義目前國(guó)內(nèi)僅有關(guān)于雙面組件的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)內(nèi)暫無雙面電池I-V測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)采用IECTS63202-3Photovoltaiccells-Part3:Measurementofcurrent-voltagecharacteris