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電位誘發(fā)衰減試驗(yàn)檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-23 10:25:31 更新時(shí)間：2025-07-22 10:25:31

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

電位誘發(fā)衰減試驗(yàn)檢測(cè)

電位誘發(fā)衰減試驗(yàn)是一種專門用于評(píng)估光伏組件（特別是晶體硅太陽(yáng)能電池組件）在特定濕熱環(huán)境下，承受高工作電壓或系統(tǒng)電壓時(shí)，其內(nèi)部材料（如封裝材料、電池片等）發(fā)生電化學(xué)腐蝕或材料劣化而導(dǎo)致的性能衰減現(xiàn)象的加速老化測(cè)試。該試驗(yàn)主要模擬組件在高溫高濕環(huán)境下長(zhǎng)期承受系統(tǒng)工作電壓時(shí)，由于材料界面處的離子遷移、電化學(xué)反應(yīng)（如銀柵線腐蝕、封裝材料水解、PID效應(yīng)等）而引發(fā)的功率損失和可靠性下降問題。它是光伏組件質(zhì)量保證、長(zhǎng)期可靠性評(píng)估以及進(jìn)入特定市場(chǎng)（如高溫高濕地區(qū)）的關(guān)鍵準(zhǔn)入測(cè)試之一，對(duì)于鑒別組件抗環(huán)境應(yīng)力能力和預(yù)測(cè)其實(shí)際使用壽命具有極其重要的意義。

檢測(cè)項(xiàng)目

電位誘發(fā)衰減試驗(yàn)的核心檢測(cè)項(xiàng)目集中在組件電性能的變化上，主要包括：

最大功率衰減率： 這是最重要的指標(biāo)，衡量組件在試驗(yàn)前后最大輸出功率的損失百分比。
絕緣電阻變化： 測(cè)試組件內(nèi)部電路與邊框/地之間的絕緣性能是否因腐蝕或漏電而劣化。
外觀檢查： 觀察組件內(nèi)部電池片柵線（尤其是銀柵線）是否出現(xiàn)腐蝕、變色、氣泡、脫層、異物侵入等可見缺陷。
電致發(fā)光成像檢測(cè)： 用于發(fā)現(xiàn)肉眼不可見的隱性缺陷，如微裂紋、局部短路、活性區(qū)域失效等，這些缺陷往往與PID效應(yīng)密切相關(guān)。
濕漏電流測(cè)試： 評(píng)估組件在濕態(tài)條件下的安全性能。

檢測(cè)儀器

執(zhí)行電位誘發(fā)衰減試驗(yàn)需要一系列精密的測(cè)試設(shè)備：

恒溫恒濕試驗(yàn)箱： 核心設(shè)備，能夠精確控制溫度（通常設(shè)定為85°C ± 2°C）和相對(duì)濕度（通常為85% ± 5% RH），并提供穩(wěn)定的環(huán)境條件。
高精度可編程直流電源： 用于在組件輸出端施加所需的偏置電壓（通常為±1000V DC，具體依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求），模擬系統(tǒng)工作電壓。要求電壓穩(wěn)定、可調(diào)且精度高。
太陽(yáng)模擬器或IV測(cè)試儀： 用于在試驗(yàn)前、中（可選）和結(jié)束后精確測(cè)量組件的電流-電壓特性曲線，從而計(jì)算最大功率(Pmax)、開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)、填充因子(FF)等關(guān)鍵參數(shù)。
絕緣電阻測(cè)試儀/耐壓測(cè)試儀： 用于測(cè)量組件內(nèi)部的絕緣電阻或進(jìn)行耐壓測(cè)試。
電致發(fā)光成像系統(tǒng)： 用于獲取組件在低電流注入下的發(fā)光圖像，識(shí)別微觀缺陷。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 用于記錄試驗(yàn)過程中的環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度）和施加的電壓。

檢測(cè)方法

電位誘發(fā)衰減試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)流程通常遵循以下步驟：

初始測(cè)量： 在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下測(cè)量組件的IV特性曲線，記錄初始Pmax、Voc、Isc、FF等參數(shù)。進(jìn)行初始EL成像和外觀檢查。
預(yù)處理（可選）： 部分標(biāo)準(zhǔn)可能要求在試驗(yàn)前進(jìn)行特定條件下的預(yù)處理（如光照）。
安裝與接線： 將組件放入恒溫恒濕試驗(yàn)箱中。將組件的輸出端（正極和負(fù)極）短接后連接到直流電源的正極（或負(fù)極，取決于施加正偏壓還是負(fù)偏壓）。將組件的金屬邊框（或接地端子）連接到直流電源的負(fù)極（或正極）。確保所有電氣連接安全可靠。
施加偏置與老化： 設(shè)定試驗(yàn)箱至目標(biāo)溫濕度（如85°C/85%RH）。在環(huán)境條件穩(wěn)定后，施加規(guī)定的偏置電壓（如+1000V DC 或 -1000V DC）。持續(xù)老化規(guī)定的時(shí)間（通常為96小時(shí)或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，有時(shí)延長(zhǎng)至168小時(shí)甚至更長(zhǎng)）。在整個(gè)過程中監(jiān)控并記錄環(huán)境參數(shù)和電壓。
中間測(cè)量（可選）： 對(duì)于長(zhǎng)期老化試驗(yàn)，可能在特定時(shí)間點(diǎn)取出組件進(jìn)行IV測(cè)試和EL檢查（需快速操作并立即恢復(fù)測(cè)試）。
恢復(fù)： 老化結(jié)束后，斷開偏置電壓，將組件從試驗(yàn)箱中取出，在室溫干燥環(huán)境下放置規(guī)定時(shí)間（通常為2-4小時(shí)），讓組件恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。
最終測(cè)量： 再次在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下測(cè)量組件的IV特性曲線，記錄最終參數(shù)。進(jìn)行最終EL成像和詳細(xì)的外觀檢查。對(duì)比初始和最終數(shù)據(jù)，計(jì)算最大功率衰減率和其他性能變化。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

電位誘發(fā)衰減試驗(yàn)主要依據(jù)以下國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：

IEC 62804 Ed1.0 (2015-10)： 《光伏組件 - 電位誘發(fā)衰減測(cè)試方法》 (Photovoltaic (PV) modules - Test methods for the detection of potential-induced degradation)。這是目前國(guó)際上最權(quán)威和廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)定了兩種測(cè)試方法：
- 方法A（偏壓法）： 在高溫高濕環(huán)境下（85°C/85%RH）對(duì)組件施加偏置電壓（±1000V DC）至少96小時(shí)。
- 方法B（系統(tǒng)電壓法）： 將組件串聯(lián)成小型系統(tǒng)，施加系統(tǒng)電壓（如1000V DC），同樣在85°C/85%RH條件下老化至少96小時(shí)。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： 許多國(guó)家基于IEC 62804制定了等同或等效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，例如中國(guó)的GB/T 38963-2020 《光伏組件電位誘發(fā)衰減測(cè)試方法》等。

判定標(biāo)準(zhǔn)： 一般要求最大功率衰減率（Pmax衰減）不超過5%（有時(shí)更嚴(yán)格，如≤3%），絕緣電阻滿足最低要求，且EL成像和外觀檢查未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重缺陷（如大面積腐蝕、柵線斷裂等）。具體判定需依據(jù)客戶要求、產(chǎn)品規(guī)格書或相關(guān)認(rèn)證規(guī)范。

注意事項(xiàng)： 試驗(yàn)樣品的選取、溫濕度的控制精度、偏置電壓的穩(wěn)定性、連接線的絕緣與耐高溫高濕能力、測(cè)試操作的規(guī)范性以及不同批次/類型組件的可比性等因素都會(huì)顯著影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)操作流程是獲得有效數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。