光致衰減測試：評估光伏組件長期可靠性的關鍵

理解光致衰減現象
光致衰減指光伏組件在投入使用初期，因光照、溫度等因素導致輸出功率出現暫時性下降的現象。這種現象主要源于晶體硅電池片內硼氧復合體在光照激活下形成復合中心，降低了少數載流子壽命。雖然部分衰減可隨時間恢復，但初始衰減幅度直接影響電站的早期發電量和投資回報率，因此精準評估其程度至關重要。

測試核心原理：模擬加速老化
光致衰減測試的核心在于實驗室環境下，精準模擬并加速組件在實際運行中經歷的光、熱、濕條件：

1. 光照激發：使用高強度光源（通常為接近太陽光譜的氙燈或LED）照射組件，激活電池片內部的硼氧缺陷。
2. 溫度控制：將組件置于高溫環境（通常50°C - 85°C），高溫加速了硼氧復合體的形成與擴散過程。
3. 濕度影響：部分測試標準要求控制環境濕度，研究水分滲透對封裝材料及電池性能的影響。
4. 電學偏置：有時對組件施加工作電壓或反向偏壓，模擬實際工作狀態下的電場效應。

通過精確控制這些參數并持續一定時間（通常幾十到上百小時），可有效激發并量化組件在自然環境下數月甚至數年內可能發生的光致衰減。

測試系統核心構成
一套完整的測試系統通常包含：

• 環境模擬艙：提供可控的溫度和濕度環境。
• 高均勻性光源：確保組件表面輻照度均勻穩定，光譜接近AM1.5G標準太陽光譜。
• 精密溫度監控：實時監測并記錄電池片表面或內部關鍵點溫度。
• 數據采集系統：持續測量并記錄組件的電流-電壓特性曲線、最大功率點等關鍵電性能參數。
• 安全與控制系統：保障測試過程與控制系統**：保障測試過程安全，精確執行測試程序步驟。

關鍵測試參數與流程

1. 初始標定：在標準測試條件下精確測量組件的初始最大功率。
2. 環境加載：將組件放入測試艙，設置目標溫度、輻照度（通常1000 W/m²）及濕度（如適用）。
3. 持續光照與溫控：在設定條件下對組件進行持續光照，保持溫度穩定。
4. 中間測量：按預設時間間隔（如每6、12、24小時）或在特定節點，短暫停止光照（或保持光照下快速測量），在標準或控制條件下復測組件電性能。
5. 終止條件：通常當功率衰減趨于穩定（如連續三次測量變化小于1%），或達到預設的總測試時長（如48小時、96小時或根據標準要求）時結束測試。
6. 最終評估：計算組件最大功率的最終衰減百分比。

解讀測試結果

• 衰減率：最核心指標，即 (初始功率 - 最終功率) / 初始功率 * 100%。行業通常關注初始光致衰減率。
• 衰減曲線：觀察功率隨時間變化的趨勢，判斷衰減是否已穩定。
• EL成像輔助分析：測試前后進行電致發光成像，對比圖像變化，可輔助定位衰減是否均勻、是否存在異常缺陷（如隱裂加劇）。

測試的重要意義與應用

1. 組件選型與質量控制：制造商利用測試篩選抗衰減性能優異的電池和材料，優化工藝，確保出廠組件衰減率符合承諾（如首年衰減≤2%）。
2. 電站設計與收益評估：投資者和開發商依據測試數據，更精準預測電站首年及生命周期內的實際發電量，優化財務模型。
3. 標準與認證依據：IEC 61215等國際標準將光致衰減測試納入組件可靠性認證的必測項目，是市場準入的重要門檻。
4. 技術研發方向標：推動低衰減技術（如使用摻鎵硅片、優化鈍化工藝）的研發與應用。

光致衰減測試是光伏行業評估組件早期性能衰退、保障長期發電可靠性的基石。通過標準化的實驗室加速測試，能夠高效、客觀地量化組件在真實環境下的初始功率損失風險。隨著光伏技術持續進步與市場對高可靠性組件需求的提升，精確、高效的測試方法將繼續為產業鏈各環節提供關鍵決策依據，推動光伏能源的穩健發展。該測試的價值在于其普適性，為整個行業提供了評估組件長期性能的統一標尺，而非依賴于任何特定企業的解決方案。