晶體硅光伏組件 光熱誘導(dǎo)衰減（LETID）試驗(yàn) 檢測(cè) 征求意見稿

3GB/TXXXX—202X晶體硅光伏組件-光熱誘導(dǎo)衰減（LETID）試驗(yàn)-檢測(cè)本文件規(guī)定了晶體硅光伏組件光熱誘導(dǎo)衰減（LETID）的測(cè)試方法，包括儀器裝置、樣品準(zhǔn)備、測(cè)試步驟、結(jié)果處理和報(bào)告內(nèi)容等。本文件適用于晶體硅光伏組件，用于揭示樣品對(duì)LETID衰減機(jī)制的敏感性，但不能精確測(cè)量其在戶外實(shí)際的衰減情況。戶外衰減的程度和時(shí)間尺度取決于所處氣候和組件技術(shù)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2297太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語、定義與符號(hào)（IECTS61836:2016Solarphotovoltaicsenergysystems-Terms，definitionsandsymbols）GB/T9535.1地面用光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型第2部分試驗(yàn)要求（IEC61215-2：2021，IDTTerrestrialphotovoltaic(PV)modules–Designqualificationandtypeapproval–Part1:Testrequirements)GB/T9535.2地面用光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定型第2部分試驗(yàn)程序（IEC61215-2：2021，IDTTerrestrialphotovoltaic(PV)modules–Designqualificationandtypeapproval–Part2:Testprocedures)IECTS60904-13光伏設(shè)備第13部分：光伏組件電致發(fā)光（Photovoltaicdevices–Part13:Electroluminescenceofphotovoltaicmodules）ISO/IECGuide98-3測(cè)量的不確定性第3部分：測(cè)量不確定性的表達(dá)指南（Uncertaintyofmeasurement–Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)）3術(shù)語和定義GB/T2297,GB/T9535.1,GB/T9535.2界定的術(shù)語和定義同樣適用于本文件。3.1光熱誘導(dǎo)衰減lightandelevatedtemperatureinduceddegradation；LETID指在高溫光照狀態(tài)下組件功率衰減的總和。4樣品準(zhǔn)備本測(cè)試需準(zhǔn)備三件組件，其中兩件作為測(cè)試組件，一件作為控制件，用于跟蹤模擬器可能的漂移及組件在測(cè)試中的亞穩(wěn)態(tài)。組件應(yīng)當(dāng)在暗態(tài)、35℃以下的室溫保存。測(cè)試組件應(yīng)當(dāng)按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙和工藝流程、使用規(guī)定的材料和部件進(jìn)行制作，并通過制造商的正常檢驗(yàn)、質(zhì)量控制和生產(chǎn)驗(yàn)收程序。5測(cè)試設(shè)備執(zhí)行本文件中規(guī)定的光熱誘導(dǎo)衰減試驗(yàn)需要以下設(shè)備：a)環(huán)境箱：自動(dòng)溫控，內(nèi)部通風(fēng)循環(huán)，能使一個(gè)或多個(gè)組件加熱到指定溫度（75±3）℃;b)安裝或支撐組件的裝置：使組件周圍空氣自由流通；c)組件溫度測(cè)量設(shè)備：精度在±2℃,再現(xiàn)性在±0.5℃;d)直流電源供應(yīng)器：能提供2×(ISCinitialn-IMPPinitialn)大小的電流，如6.4中所述；精度至少為1%;4GB/TXXXX—202Xe)暗電壓及電流的測(cè)量設(shè)備：數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔的分辨率至少為5分鐘。電流和電壓的測(cè)量精度至少在±0.2%。6測(cè)試方法6.1概述適用的測(cè)試程序如圖所示。圖1LETID的測(cè)試程序6.2外觀檢查本試驗(yàn)同GB/T9535.24.1章節(jié)（MQT01無內(nèi)容更改。6.3電致發(fā)光試驗(yàn)向組件通入1倍或0.1倍短路電流（Isc）大小的正向電流，并記錄對(duì)應(yīng)偏壓下的電致發(fā)光（EL）圖像。不同電流密度下的EL圖像測(cè)試，可用于分析缺陷成因，或區(qū)分少子壽命分布和串聯(lián)阻抗損失。EL的參數(shù)設(shè)定可參考IECTS60904-13。EL測(cè)試時(shí)，通電時(shí)間不應(yīng)過長(zhǎng)，以防電注入促進(jìn)LID或LETID。室溫下的LETID可以忽略。6.4標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下的性能（STC性能）本試驗(yàn)等同于GB/T9535.2的4.6章節(jié)（MQT06），無內(nèi)容更改。對(duì)于組件n，測(cè)量其初始STC電性能Pinitialn，ISCinitialn和IMPPinitialn。在6.5的預(yù)處理步驟之后，重復(fù)測(cè)量STC性能，得到功率PBOn。在6.6之后確定最終功率Pfinaln。測(cè)量初始功率時(shí)，不應(yīng)采取任何穩(wěn)定性措施（如光浸潤(rùn)）。6.5硼氧復(fù)合體光衰（BO-LID）預(yù)處理：電注入法a)將測(cè)試組件的旁路二極管短路；b)將測(cè)試組件置于室溫中，若室溫高于30℃,則需將組件置于環(huán)境箱中；c)將溫度探測(cè)器附著于被測(cè)組件的正面或背面靠中心位置，以監(jiān)控組件溫度；5GB/TXXXX—202Xd)將溫度探測(cè)器與溫度監(jiān)控設(shè)備相連。將測(cè)試組件與直流電源供應(yīng)器連接，組件正極與電源正極相連，組件負(fù)極與電源負(fù)極相連；e)測(cè)試過程中，將電流設(shè)置為ISCinitialn，如6.4中所述；f)向組件施加步驟e中所述電流，時(shí)長(zhǎng)為24小時(shí)。期間，環(huán)境相對(duì)濕度控制在60%以下，組件溫度變化控制在±5℃以內(nèi)。g)重復(fù)步驟6.2和6.4。其中步驟6.4應(yīng)當(dāng)在關(guān)閉電流4小時(shí)后進(jìn)行，以消除Fe-B影響；且不能晚于24小時(shí)，以避免儀器亞穩(wěn)態(tài)的影響。期間，組件應(yīng)當(dāng)在35℃以下的室溫中保存。注：在2×(162+8/-0)h的LETID衰減中，BO-LID可能會(huì)部分復(fù)原。預(yù)處理步驟中硼氧復(fù)合體的光衰度一定程度上反6.6光熱誘導(dǎo)衰減a)將測(cè)試組件的旁路二極管短路；b)將測(cè)試組件置于環(huán)境箱中；c)將溫度探測(cè)器附著于被測(cè)組件的正面或背面靠中心位置；d)溫度探測(cè)器與溫度監(jiān)控設(shè)備相連。測(cè)試組件與直流電源供應(yīng)器相連，組件正極與電源正極相連，組件負(fù)極與電源負(fù)極相連；e)測(cè)試組件與電壓監(jiān)測(cè)設(shè)備相連，組件正極與設(shè)備正極相連，組件負(fù)極與設(shè)備負(fù)極相連，以監(jiān)測(cè)暗電壓。建議采用四探針法，通過不同探針對(duì)分別進(jìn)行電流注入和電壓測(cè)量，以分離串聯(lián)阻抗的影響；f)關(guān)閉環(huán)境箱，環(huán)境箱溫度設(shè)置為75℃,并保證組件溫度能維持在要求的水平。待組件溫度達(dá)到75℃,打開恒流電源，通電電流設(shè)置為2×(ISCinitialn-IMPPinitialn)±1%。期間，環(huán)境箱相對(duì)濕度控制在60%以下，組件溫度變化控制在±3℃;g)若滿足7.5所述的停止準(zhǔn)則，表明組件進(jìn)入復(fù)原階段可停止電注入，可通過以下方法進(jìn)行判定：——溫度校正后的暗電壓的每小時(shí)平均值超過最小暗電壓×（1+電子不確定度）之和；——暗電壓譜圖（圖2）中，溫度校正后的暗電壓（如7.3所述）已達(dá)到其最小值超過10小時(shí)。若不滿足，組件需進(jìn)行第二輪應(yīng)力測(cè)試，電流大小仍為2×(ISCinitialn-IMPPinitialn)±1%，持續(xù)時(shí)間為（162+8/-0）小時(shí)。停止準(zhǔn)則同樣參考7.5。若第二輪應(yīng)力測(cè)試后，組件功率衰減超過3%，則需進(jìn)行第三輪應(yīng)力測(cè)試，持續(xù)時(shí)間（162+8/-0）小時(shí)；h)若測(cè)試需要中斷，以終止測(cè)試或從環(huán)境箱中取出已完成電注入的組件，則應(yīng)在溫度冷卻階段、開箱之前，關(guān)閉直流電源。建議待組件溫度降至50℃以后關(guān)閉直流電源。重啟測(cè)試時(shí)，待組件溫度到達(dá)75℃后，重新打開直流電源；建議使用環(huán)境箱，可在2小時(shí)內(nèi)升溫到75℃。如升溫時(shí)間過長(zhǎng)，可能導(dǎo)致暗環(huán)境退火，從而影響結(jié)果的再現(xiàn)性。i)重復(fù)步驟6.2和6.4。其中步驟6.4應(yīng)在組件冷卻到室溫4小時(shí)后測(cè)量，以排除Fe-B影響；且不能晚于24小時(shí)測(cè)量。7暗電壓分析7.1概述該方法基于暗電壓測(cè)量值隨時(shí)間變化曲線的分析。對(duì)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和平均，旨在提高功率衰減或復(fù)原的再現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。通常，少子壽命的減增會(huì)導(dǎo)致電注入時(shí)暗電壓vd的減增。因此，暗電壓監(jiān)測(cè)可用于識(shí)別高溫電注入時(shí)可能發(fā)生的原位早期復(fù)原。以下方法用于分析暗電壓，并僅作此目的。7.2數(shù)據(jù)選擇a)刪除所有組件溫度偏離（75±3）℃的數(shù)據(jù)；b)刪除所有測(cè)量電流與設(shè)定電流2×(ISC-IMPP)偏離超過2×(ISC-IMPP)×Uel的數(shù)據(jù)；其中uel代表電流、電壓和溫度的相對(duì)電子不確定性之和，置信水平為95%，k=2。6GB/TXXXX—202X電子不確定性與用于暗電壓監(jiān)測(cè)的電子設(shè)備（如電源和數(shù)據(jù)采集器）的精確性和可重復(fù)性有關(guān)。各實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)確認(rèn)其電子不確定度，相應(yīng)的方法可參考ISO/IEC指南98-3。7.3溫度校正由于暗電壓vd受組件溫度的影響，且環(huán)境箱中溫度可能不均勻，因此需要將溫度校正為參考溫度75℃。溫度校正可基于以下公式：vd'=vd+β×(75℃?Tmod)（1）式中：vd——暗電壓測(cè)量值；vd'——溫度校正暗電壓值；Tmod——組件溫度測(cè)量值；β——開路電壓的絕對(duì)溫度系數(shù)（單位：伏特/開爾文），由組件制造商標(biāo)定。由于組件在接近VMPP的非線性區(qū)域工作，因此不建議使用電流校正，而是刪除所有偏離設(shè)定電流的數(shù)據(jù)（如7.2b所述）。在測(cè)試過程中，建議在圖表中顯示溫度校正暗電壓的時(shí)間演變曲線，并不斷更新，以跟蹤測(cè)試進(jìn)度。7.4數(shù)據(jù)平均計(jì)算溫度校正暗電壓的每小時(shí)平均值Vd',avg?；谒肰d',avg，得到數(shù)據(jù)收集過程中暗電壓的最小運(yùn)行值Vd',min。7.5停止準(zhǔn)則測(cè)試應(yīng)在（162+8/-0）小時(shí)后停止，若期間溫度校正暗電壓已達(dá)到最小值，表明組件已進(jìn)入復(fù)原階段?？赏ㄟ^以下方法驗(yàn)證：a)如果溫度校正暗電壓隨時(shí)間變化譜圖可得，則可將其用于判定是否達(dá)到暗電壓最小值。試驗(yàn)可在達(dá)到暗電壓最小值10小時(shí)后停止。當(dāng)電注入復(fù)原速度較慢時(shí)，建議使用此方法。b)如果測(cè)試進(jìn)度無法在譜圖中可視化，則當(dāng)溫度校正暗電壓的每小時(shí)平均值Vd',avg超過暗電壓最小值及其不確定性之和時(shí)，停止測(cè)試。如式（2）所示：vd',avg>vd',min×(1+uel)（2）式中，Uel是95%置信水平下相對(duì)電子不確定性的估計(jì)值（見7.2）。由于復(fù)原速度通常較慢，在第一個(gè)162小時(shí)電注入周期后，測(cè)試可能不會(huì)停止，盡管在技術(shù)上復(fù)原階段已經(jīng)開始。由于復(fù)原速度緩慢，由此引起的誤差并不顯著。如果在第一個(gè)電注入周期內(nèi)，組件未進(jìn)入復(fù)原，則需進(jìn)行第二個(gè)電注入周期。7GB/TXXXX—202X圖2LETID測(cè)試過程的溫度校正暗電壓隨時(shí)間的變化譜圖，用于判定暗電壓最小值及測(cè)試結(jié)束時(shí)刻。8分析Pfinaln是測(cè)試組件n（n=1，2）的最終功率。對(duì)于每個(gè)組件，用以下不等式進(jìn)行評(píng)估：Pfinaln≥0.97×PBOn×1?)（3）式中，r為再現(xiàn)性，如GB/T9535.1,GateNo.2(7.2.3)中所述。r不應(yīng)當(dāng)超過1%，k=2如果測(cè)試組件中有一個(gè)或兩個(gè)組件不滿足上述不等式，則判定不合格，組件為“LETID敏感”。9試驗(yàn)報(bào)告每份試驗(yàn)報(bào)告至少包含以下信息：a)標(biāo)題；b)試驗(yàn)室名稱、地址以及進(jìn)行試驗(yàn)的地點(diǎn)