IEC 61215-2：2016地面用光伏组件—设计鉴定和定型

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地面用光伏组件设计鉴定和定型第 2部分试验程序 Terrestrial photovoltaic PV modules -Design qualification and type approval-Part2 Test procedures IEC 61215-2 版本 1.0 2016-03 I 目次地面用光伏组件设计鉴定和定型第 2 部分试验程序 1 范围和目的 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 试验过程 4.1.3 要求 4.2 最大功率确定 Maximum power determination MQT 02 4.3 绝缘试验 Insulation test MQT 03 4.5 电池标称工作温度的测量 Measurement of nominal module operating temperature NMOT MQT 05 4.6 STC 和 NMOT 下的性能 Performance at STC and NMOT MQT 06 4.7 低辐照度下的性能 Performance at low irradiance MQT 07 4.8 室外曝露试验 Outdoor exposure test MQT 08 4.9 热斑耐久试验 Hot-spot endurance test MQT 09 4.10 紫外预处理试验 UV preconditioning test MQT 10 4.11 热循环试验 Thermal cycling test MQT 11 4.12 湿 -冻试验 Humidity-freeze test MQT 12 4.13 湿 -热试验 4.14 引出端强度试验 Robustness of terminations MQT 14 4.15 湿漏电流试验 Wet leakage current test MQT 15 4.16 机械载荷试验 Static mechanical load test MQT 16 4.17 冰雹试验 Hail test MQT 17 4.18 旁路二极管热性能试验 Bypass diode testing MQT 18 1 地面用光伏组件设计鉴定和定型第 2 部分试验程序 1 范围和目的本标准系列规定了地面用光伏组件设计鉴定和定型的 IEC要求，该组件是适合在 IEC 60721-2-1中所定义的一般室外气候条件下长期使用。 IEC 61215的本部分目的是应用于所有地面用平板组件材料例如晶体硅类型的组件以及薄膜组件。本标准不适用于带聚光器的组件，但是可以用于低聚光的组件（ 1到 3个太阳）。对于低聚光组件，所有试验使用预期的设计聚光倍数的电流、电压和功率等级。本试验程序的目的是在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。组件的实际使用寿命期望值将取决于组件的设计以及它们运行的环境和条件。 2 规范性引用文件下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成了本标准的条文。标注日期的标准，仅引用的版本有效。未标注日期的标准，可使用最新版本标准（包括任何修订）。 IEC 60050 国际电工词汇（见 www.electropedia.org） IEC 60068-1 环境试验第 1部分总则 IEC 60068-2-21 环境试验第 2-21部分试验 U引出端及整体安装件强度 IEC 60068-2-78 环境试验第 2-78部分试验 Cab恒定、湿热试验方法 IEC 60721-2-1 环境条件分类第 2-1部分自然环境条件温度和湿度 IEC 60891 光伏器件 I-V特性的温度和辐照度修正方法 IEC 60904-1 光伏器件第 1部分光伏电流电压特性的测量 IEC 60904-2 光伏器件第 2部分光伏标准器件的要求 IEC 60904-3 光伏器件第 3部分地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辐照度数据 IEC 60904-7 光伏器件第 7部分光伏器件测量过程中光谱失配误差的计算 IEC 60904-9 光伏器件第 9部分太阳模拟器性能要求 IEC 60904-10 光伏器件第 10部分线性测量方法 IEC 61215-1地面用光伏（ PV）组件 -设计鉴定和定型第 1部分测试要求 IEC 61836 太阳光伏能量系统术语、定义和符号 2 IEC 61853-2 光伏组件的性能试验和能量评定第 2部分光谱响应、入射角度和组件工作温度测量（待出版） IEC 62790 光伏组件接线盒安全要求和测试 ISO 868 塑料和橡胶硬度计方法确定压痕硬度（边缘硬度） 3 术语和定义本文件使用 IEC 60050和 IEC TS 61836中给出的术语和定义。 3.1 准确性（测量设备） accuracy 表征测试设备的指示值接近被测量真实值的能力的特性 3.2 控制件 control device 辐照度传感器（如标准电池或组件）用于探测太阳光模拟器的偏移或其他问题 3.3 电力稳定功率输出水平 electrically stable power output level IEC 60721-2-1中定义的， PV组件在一般开放空气环境中曝露于长期自然阳光下运行时的状态 3.4 重复性（测量结果） repeatability 被测值连续性测量结果直接的接近程度，在相同测量环境下进行，如 -通过相同的测量过程 -同一测试人员 -用同一台测量设备 -在相同条件下使用 -在同一个实验室中在相对短的时间间隔内 3.5 再现性 reproducibility 同一个量的值测量结果间的接近程度，每次测试是在不同的测量条件下进行 -测量原理 -测量方法 -测试人员 -测量设备 -参考标准 -实验室 -测量设备的使用条件与一般使用不同 3 在相对单次测量的持续时间长一些的时间间隔后进行。 4 试验过程 4.1 外观检查 Visual inspection MQT 01 4.1.1 目的检查组件中的任何外观缺陷 4.1.2 程序按 IEC 61215-1定义，在不低于 1000 lx的照度下，对每一个组件仔细检查。对任何裂纹、气泡或脱层等的状态和位置应作记录和 /或照相记录。这些缺陷在后续的试验中可能会加剧并对组件的性能产生不良影响。 4.1.3 要求按 IEC 61215-1定义，不允许出现严重的外观缺陷。 4.2 最大功率确定 Maximum power determination MQT 02 4.2.1 目的确定组件在稳定和各种环境应力试验前后的最大功率。为确定应力试验的功率损失，试验的再现性（ reproducibility）是很重要的因素。 4.2.2 设备 a 一个光源（自然光或符合 IEC 60904-9 要求的 BBA级或更优的模拟器）； b 一个符合 IEC 60904-2要求的标准光伏器件。如果使用 BBA级或更优的模拟器，标准光伏器件应为标准光伏组件，该组件应采用与测试样品相同的技术制造（使光谱响应匹配）并且尺寸相同；如果没有匹配的参考器件，需要满足以下两个选项之一 1）使用 AAA级模拟器 2）根据 IEC 60904-8测量组件的光谱响应和模拟器光谱分布，组件数据根据 IEC 60904-7 进行修正。 c 一个合适的支架使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的同一平面； d 根据 IEC 60904-1，测量 I-V曲线的设备。 4.2.3 程序按照 IEC 60904-1的方法，使用自然光或符合 IEC 60904-9要求的 BBA级或更优的模拟器，测试组件在特定辐照度和温度条件（推荐范围电池温度 25℃ 到 50℃ ；辐照度 700W·m -2到 1100 W·m -2）下的电流 -电压特性。如组件是为在特定条件下工作而设计，可以采用与预期工作条件相近的温度及辐照度水平进行测量。对于线性组件（ IEC 4 60904-10中定义），为了比较同一块组件在环境试验前后的一系列测试结果，可根据 IEC 60891 规定作温度和辐照度的修正。对于非线性组件（ IEC 60904-10 中定义），测量应在指定辐照度 ±5 和指定温度 ±2 范围内进行。为了减少修正幅度，应努力使最大功率的测量尽可能在相同工作条件下进行，即对一块特定组件应在尽量相同的温度和辐照度下进行最大功率的测量。 4.3 绝缘试验 Insulation test MQT 03 4.3.1 目的测定组件中的载流部分与可接触部分之间的绝缘是否良好。 4.3.2 设备 a 有限流的直流电压源，能提供 500V 或 1000V 加上（ IEC 61215-1）规定的两倍的组件最大系统电压的电压； b 测量绝缘电阻的仪器。 4.3.3 试验条件对组件试验的条件温度为环境温度（见 IEC 60068-1），相对湿度不超过 75。 4.3.4 程序 a 将组件引出线短路后接到有限流装置的直流绝缘测试仪的正极。 b 将组件暴露的金属部分接到绝缘测试仪的负极。如果组件无边框，或边框是不良导体，将组件的边缘用导电箔包裹。用导电箔覆盖所有的聚合物表面（正面 /背板，接线盒）。将导电箔覆盖的部分也连接到绝缘测试仪的负极。当组件对于边框保持正电压时，有些技术的组件可能对静态极性敏感。这种情况下，与测试仪的连接应使用相反的方向。如果合适的话，制造商应提供关于静态极性敏感性的信息。 c 以不大于 500V·s -1的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于 1000V 加上两倍的系统最大电压（ IEC 62125-1）。如果系统的最大电压不超过 50V，所施加的电压应为 500V。维持此电压 1min。 d 降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电。 e 拆去短路装置。 f 以不大于 500V·s -1的速率增加绝缘测试仪的电压，直到等于 500V 或组件最大系统电压的高值。维持此电压 2min。然后测量绝缘电阻。 g 降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路使组件放电。 5 h 拆去绝缘测试仪与组件的连线及正负极的短路线。 4.3.5 试验要求在 4.3.4c中，无绝缘击穿或表面无破裂现象。对于面积小于 0.1m2的组件绝缘电阻不小于 400MΩ 。对于面积大于 0.1m2的组件，测得的绝缘电阻乘以组件面积应不小于 40MΩ·m 2。 4.4 温度系数的测量 Measurement of temperature coefficients MQT 04 按照 IEC 60891 的要求，测量电流温度系数 α 、电压温度系数 β 和峰值功率温度系数 δ 。如此测定的温度系数，仅在测试中所用的辐照度下有效；参见 IEC 60904-10 对组件在不同辐照度下温度系数的评估。注根据 IEC 60904-10，对于线性组件，在此辐照度水平 ±30 范围内的温度系数都是有效的。 4.5 电池标称工作温度的测量 Measurement of nominal module operating temperature NMOT MQT 05 4.5.1 总则 PV组件的功率依赖于电池温度。电池温度一般受环境温度、太阳辐照度和风速的影响。 NMOT 定义为在下列标准参考环境 SRE下，敞开式支架安装，组件在峰值功率点附近运行时，太阳电池的平衡平均结温倾角（ 37±5° ）总辐照度 800W·m -2 环境温度 20℃ 风速 1m·s -1 电子负载一个负载使组件在 STC 最大功率点附近运行，或电子最大功率点追踪装置（ MPPT）注 NMOT 与之前的 NOCT 接近，除了它是在最大功率下而不是开路状态下测量。在最大功率条件下，（电）能量是从组件中取得的，相比于开路状态通过组件消散的热能少了。因此， NMOT一般会比之前的 NOCT低几度。系统设计者可用 NMOT 作为组件在现场工作的参考温度，因此在比较不同组件设计的性能时该参数是一个很有价值的参数。然而组件在任何特定时间的真实工作温度取决于 6 安装结构、与地面的距离、辐照度、风速、环境温度、天空温度、地面和周围物体的反射辐射与发射辐射。为准确预测组件的性能，上述因素的影响应该考虑进去。对于不是设计用于开放支架安装的组件，在制造商推荐的安装方式下，本方法可以用于确定 SRE下的等效平均电池结温。 4.5.3原理该方法基于在一定的环境条件范围内（包括 SRE）收集电池试验的真实温度数据。数据给出的方式应允许精确和重复地确定 NMOT。太阳电池结温 TJ基本上是环境温度 Tamb、平均风速 v和入射到组件有效表面的太阳总辐照度 G的函数。温度差 TJ-Tamb在很大程度上不依赖于环境温度，在 400W·m -2 的辐照度以上，基本上线性正比于辐照度。组件温度用公式计算系数描述的是辐照度的影响，是风速的影响。的 NMOT 的值，通过上述公式确定， 20℃ ，辐照度 G 为 800W·m -2，风速 v 为 1m/s。 4.5.3试验程序计算 NMOT的值用过 IEC 61853-2的试验方法（确定组件工作温度的方法）计算。注本试验可以与 4.8 的户外曝晒试验同时进行。 4.6 STC和 NMOT下的性能 Performance at STC and NMOT MQT 06 4.6.1 目的在标准测试条件（ 1000 W·m -2， 25℃ 电池温度， IEC 60904-3 的标准太阳光谱辐照分布）和标称工作温度和辐照度为 800 W/m2，环境温度 20℃ ，满足 IEC 60904-3的标准太阳光谱辐照度分布条件）下，确定组件随负荷变化的电性能。 STC 下的测量用于确认组件的铭牌信息。 4.6.2 设备 a 光源（自然光或符合 IEC 60904-9要求的 BBA级或更优的太阳模拟器）； b 一个符合 IEC 60904-2要求的标准光伏器件。如果使用 BBA级或更优的模拟器，标准光伏器件应为标准光伏组件，该组件应采用与测试样品相同的技术制造（使光谱响应匹配）并且尺寸相同；如果没有匹配的参考器件，需要满足以下两个选项之一 1）使用 AAA级模拟器 7 2）根据 IEC 60904-8 测量组件的光谱响应和模拟器光谱分布，组件数据根据 IEC 60904-7进行修正。 c 一个合适的支架使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的同一平面； d 一个监测测试样品与标准器件温度的装置，要求温度测试准确度为 ±1℃ ，重复性为 ±0.5℃ ； e 根据 IEC 60904-1，测量 I-V曲线的设备。 f 必要时，用来改变样品温度到 4.5定义的 NMOT温度的设备。 4.6.3 程序 4.6.3.1 STC下测试（ MQT06.1）保持组件温度在（ 25±2 ） ℃ ，用自然光或符合 IEC 60904-9 要求的至少为 BBA 级的模拟器，按照 IEC 60904-1的规定，在（ 1000 ±100 ） W/m2辐照度（用适当的标准电池测定）下，测量其电流 -电压特性。组件温度超出（ 25±2 ） ℃ 时，用温度系数和 IEC 60904 系列和 IEC 60891 修正到 25℃ 。 10.6.3.2 NMOT下测试（ MQT06.2）均匀加热组件到（ NMOT±2 ） ℃ ，用自然光或符合 IEC 60904-9 要求的至少为 BBA 级的模拟器，按照 IEC 60904-1的规定，在（ 800 ±80 ） W/m2辐照度（用适当的标准电池测定）下，测量其电流 -电压特性。组件温度超出（ NMOT±2 ） ℃ 时，用温度系数和 IEC 60904 系列和 IEC 60891 修正到 25℃ 。 4.6.3.1和 4.6.3.2中，如果标准电池的光谱响应与测试组件不相同，用 IEC 60904-7 的方法计算光谱失配修正。 4.7 低辐照度下的性能 Performance at low irradiance MQT 07 4.7.1 目的依据 IEC 60904-1 的规定，在 25℃ 和辐照度为 200 W/m2（用适当的标准电池测定）的自然光或符合 IEC 60904-9要求的 BBA级或更优模拟器下，确定组件随负荷变化的电性能。 4.7.2设备 a 光源（自然光或符合 IEC 60904-9的 BBA 级或更优太阳模拟器）； 8 b 将辐照度调整到 200 W/m2的设备，根据 IEC 60904-10的要求，应不影响相对光谱辐照度的分布及空间均匀性； c 一个符合 IEC 6094-2的标准光伏器件。如果使用 BBA级或更优的模拟器，标准光伏器件应为标准光伏组件，该组件应采用与测试样品相同的技术制造（使光谱响应匹配）并且尺寸相同；如果没有匹配的参考器件，需要满足以下两个选项之一 1）使用 AAA级模拟器 2）根据 IEC 60904-8 测量组件的光谱响应和模拟器光谱分布，组件数据根据 IEC 60904-7进行修正。 d 一个合适的支架使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的同一平面； e 一个监测测试样品与标准器件温度的装置，要求温度测试准确度为 ±1℃ ，重复性为 ±0.5℃ ； f 根据 IEC 60904-1，测量 I-V曲线的设备。 4.7.3 程序依据 IEC 60904-1，在（ 25±2 ） ℃ 和辐照度为（ 200±20 ） W/m2（用适当的标准电池测定）的自然光或符合 IEC 60904-9要求的 BBA级或更优模拟器下，测量组件的电流 -电压特性。用中性滤光器或其它不影响光谱辐照度分布的技术将辐照度降低至特定值（降低辐照度而不影响光谱辐照度分布的技术指导见 IEC 60904-10）。组件温度超出（ 25±2 ） ℃ 时，用温度系数和 IEC 60904 系列和 IEC 60891 修正到 25℃ 。 4.8 室外曝露试验 Outdoor exposure test MQT 08 4.8.1 目的初步评价组件经受室外条件曝晒的能力，并可使在实验室试验中可能测不出来的综合衰减效应揭示出来。 4.8.2 设备 a 一个开放的支架以特定方式来安装组件和太阳辐照度监控设备；支架的设计应能够减小从组件的热传导，并尽量减少从组件正面和背面热辐射的干扰。如果组件不是设计成开放式支架安装，试验的组件应按照制造商推荐的方式安装。 b 准确度为 5的监控太阳辐照度的设备，安装在与组件同一平面，距离测试阵列 0.3m以内； 9 c 制造商推荐的安装组件的方式，使组件与辐照度监控设备共平面； d 一个使组件在 STC 下最大功率点附近工作的负载或一个电子最大功率点跟踪装置（ MPPT）。 4.8.3 程序 a 测试组件安装，使其与当地纬度垂直，偏差 ±5° 。在测试报告中记录组件的倾斜角度。 b 将电阻性负载或电子最大功率点跟踪装置与组件相连，用制造厂所推荐的方式安装在室外，与辐照度监测仪共平面。在试验前应安装制造商所推荐的热斑保护装置。 c 在 IEC 60721-2-1 所规定的一般室外气候条件下，用监测仪测量，使组件受到的总辐射量为 60kWh/m2。室外曝晒和 NMOT 试验可以在一块组件上同时进行。此时，遵循 IEC 61853-2 中的安装程序。 4.8.4 最后试验重复 MQT 01和 MQT 15 的试验。 4.8.5 要求 a 无 IEC 61215-1 定义的严重外观缺陷； b 湿漏电流应满足初始测试的要求 4.9 热斑耐久试验 Hot-spot endurance test MQT 09 4.9.1 目的确定组件承受热斑加热效应的能力，如这种效应可能导致焊接熔化或封装退化。电池有缺陷、不匹配、局部被遮光或弄脏均会引起这种缺陷。因为绝对的温度和相对的功率损失不是本试验的判定标准，使用最严重的热斑条件来保证设计的安全性。 4.9.2 热斑效应当组件中的一个电池或一组电池被遮光或损坏时，工作电流超过了该电池组降低了的短路电流（ Isc），在组件中会发生热斑加热。此时受影响的电池或电池组被置于反向偏置状态，消耗功率，从而引起过热。当功率消耗过高或局部够高，反向偏压的电池会过热，导致焊接熔化，前后背板、封装退化，上下基底、玻璃破裂（取决于工艺）。正确使用旁路二极管可以阻止热斑损害发生。太阳电池的反向特性会有相当大的变化。电压限制时，电池的反向表现为高并联电 10 阻；电流限制时，电池的反向表现为低并联电阻。这些类型的电池都会以不同的方式承受热斑问题。低并联电阻电池 -最差的遮挡情况发生在整块电池（或大部分）被遮挡； -此时的低并联电阻电池常常是因为局部并联。这种情况下的发生热斑加热是因为大量电流通过一个小的区域。由于这是一个局部现象，这种类型的典型性能呈现多样化。当反向偏压发生时，有低并联电阻的电池很有可能在过高的温度下运行。 -因为局部加热，低并联电阻的电池的热斑失败发生的很快。主要的技术问题是如何识别低并联电阻电池以及随后如何确定这些电池的最坏遮挡条件。这个步骤依赖于技术，在本标准的技术说明部分会进行描述。高并联电阻电池 -最差遮挡情况发生在电池被部分遮挡； -连接处故障和高温的发生比较缓慢。遮挡需要停留一些时间以制造最差热斑加热情况。 4.9.3 电池内部连接的分类光伏组件中的太阳电池可以以下列方式之一进行连接 Case S串联方式所有电池呈单串串联连接图 1；图 1-Case S带任意旁路二极管的串联连接 Case PS 并联 -串联连接方式即将 s组电池串联，每组 p个电池并联图 2； 11 图 2- Case PS 带任意旁路二极管的并联 -串联连接 Case SP串联 -并联连接方式即 p组电池并联，每组 s个电池串联图 3。图 3- Case SP 带任意旁路二极管的串联 -并联连接每种结构要求特定的热斑试验程序。 4.9.4 设备 a 辐照源，自然光或符合 IEC 60904-9 的 BBB 级（或更优的）稳态太阳模拟器， 12 辐照度为（ 1000±100 ） W/m2； b 组件 I-V曲线测试仪； c 电流测量设备； d 符合 IEC 61215 技术规定的不透明盖板； e 一个合适的温度探测器（推荐红外照相机）来测量和记录组件温度； f 记录辐照度水平、总辐照度量和外部温度的设备。可以选用符合 IEC 60904-9的 BBB或更优的瞬态模拟器，辐照度为 800-1000W/m2，进行 I-V测量来选择电池，此时电池对热斑加热最为敏感。 4.9.5 程序 4.9.5.1 总则取决于太阳电池工艺和制造过程，有两种程序。 MQT 09.1主要用于晶硅基底的技术如标准晶体硅。大部分时候，单片集成的薄膜技术（ CdTe,CIGS, a-Si）应用 MQT 09.2 程序。 4.9.5.2 晶硅基底的技术（ WBT）的程序 MQT 09.1 如果旁路二极管是可移除的，有局部并联的电池可以通过反向偏置电池串并利用红外照相机观察确定热点。如果组件电路可进入，可以通过直接监测被遮挡电池的电流。如果要测试的光伏组件没有可移除的二极管或可进入的电路，可以使用以下非侵入性的方法。选择的方法是基于获取一块组件每块电池依次遮挡后的一系列的 I-V曲线。图 4显示得到的一块组件的一系列 I-V曲线。当有最低并联电阻的电池被遮挡，得到有最大漏电流的曲线，在拐点处二极管打开。当有最高并联电阻的电池被遮挡，得到有最小漏电流的曲线，在拐点处二极管打开。 13 图 4-不同类型的电池全部遮挡时的组件 I-V特性使用下列步骤来确定热斑敏感电池 a 将未遮挡的组件暴露在 800-1000W/m2的辐照源下。可使用下列方式一个瞬态模拟器，组件温度接近室温（ 25±5 ） ℃ ；一个稳态模拟器，开始测试前组件温度稳定在 ±5℃ ；太阳光，开始测试前组件温度稳定在 ±5℃ 。当达到热稳定后，测量组件的 I-V特性，并确定最大功率电流（初始性能）。 b 依次完全遮挡每块电池，测量随之的 I-V曲线并如图 4准备一组曲线。注 SP类型的组件， I-V曲线的变形是添加到完全辐照的平行子段的分段 I-V曲线，因此不会开始在 Voc开始。 c 选择边缘有最低并联电阻的电池，即一块有最大漏电流的电池； d 选择两块有最低并联电阻的电池（ c）中电池之外），即有最大漏电流的电池； e 选择有最大并联电阻的电池； f 电池测试步骤对于每一个选定的电池，确定最坏情况下的遮挡条件，可选择下列方法之一。 1 如果电池电路是可进入的，短路组件电路和连接电流测量设备，使得它只能读取测试时电池串的电流。将该组件暴露于 800-1000W/m2的辐照下，遮挡每块测试电池并确定什么遮挡水平会使遮挡的电池的电流等于 a中确定的未遮挡时的。这是该块电池最差遮挡情况。 14 2 如果电池电流是不可进入的，按图 5 对每块测试电池不同程度遮挡得到一系列 I-V 曲线。确定最差遮挡情况，此时流过遮挡电池的电流（在旁路二极管打开的点）等于 a中确定的未遮挡时的，见图 5。 3 依次 100遮挡每块选定的电池并测量电池温度。以 10逐步减少遮挡。如果温度下降， 100遮挡是最差情形。如果温度上升或保持不变，继续以 10减小遮挡直到温度下降。回去过并用最开始的遮挡条件作为最差遮挡条件。 4 对于 SP类型，如果选择的电池完全遮挡时旁路二极管没有打开，最差热斑条件是完全遮挡电池。如果选择的电池完全遮挡时旁路二极管打开，使用 f2或 f3的方法确定最差遮挡条件。 5 选择 c中选定的电池。用红外相机确定 100遮挡时电池的最热点。按 f1f4 确定的将电池遮挡到最差条件。将组件短路。如果可行的话，将最热点曝露在辐照区域中。 g 按 f确定的最差条件遮挡每块选择的电池； h 将组件短路。组件曝晒在（ 1000±100 ） W/m2。试验在组件温度（ 50±10 ） ℃ 下进行。 i 每块选择的电池按 f保持在最差遮挡条件下 1h。如果 1h 结束后遮挡电池的温度仍继续升高，继续曝晒直至满 5h。图 5-试验电池不同遮挡程度时的组件 I-V特性 4.9.5.3单片集成（ MLI）薄膜技术的程序 MQT 09.2 15 4.9.5.3.1总则热斑试验在组件曝露于 800-1000W/m2下进行。注通常串联连接的 MLI薄膜电池的互连电路中没有旁路二极管。因此，遮挡电池的反向电压是没有显著的，组件电压会使一组电池变成反向偏压。 MLI薄膜组件的电学性能，已经受到短期遮挡的负面影响。注意应清楚区分设置最差遮挡条件和热斑耐久试验。为这一目的，收集、和。 4.9.5.3.2类型 S 图 6举例说明了一个有串联连接电池的 MLI 薄膜组件，当不同数量的电池完全遮挡时的热斑效应。在阴影电池中消耗的功率等于组件电流和遮挡电池组产生反向偏压的产出。对于任何辐照水平，当反向电压通过遮挡电池等于由剩余的被照射的电池产生的电压（最坏的遮挡情况下），最大功率被消耗。此时，被遮挡组件的电流等于未遮挡组件的最大功率电流。注此例中，最差遮挡条件为同时遮挡 4块电池图 6-一块串联连接电池组成的 MLI 薄膜组件的热斑效应步骤 a到 g最好的使用脉冲模拟器或非连续辐照，而不是稳态模拟器或自然阳光。在确定阴影区域的大小和位置时，使用非连续光源将在步骤 i， j， k步骤的长期曝晒中减小组件的潜在损害。 a 使用脉冲或非连续模拟器，组件温度为接近室温（ 25±5 ） °C ，未遮挡的组件表面总辐照度为 800W/m2-1000W/m2。开始测量前，组件温度能稳定在 ±5℃ ，可以选用稳 16 态模拟器或太阳光。当达到热平衡时， P＞ 0.99 ，确定最大功率电流的范围（ Imin ＜ I＜ Imax）。（预处理后测量组件的功率）。 b 短路组件并监控短路电流。 c 从组件的一个边开始，使用一个不透明的遮盖物完全遮挡一块电池。平行于电池移动遮盖物，并增大被遮挡的组件面积（遮挡电池的数目）直到短路电流下降至未遮挡组件的最大功率电流的范围。在这些条件下，最大功率在选定的电池中耗散（见图 6）。 d 移动一个不透明的遮盖物（在 c）的范围中）缓慢穿过组件并监控组件的短路电流。如果在某一位置上的短路电流下降超过未遮挡组件最大功率电流的范围，少量减少遮盖物的尺寸直到达到最大功率电流条件。在这个过程中，辐照度的变化不应超过 ±2 。 e 遮盖物的最坏宽度决定了可以造成最坏遮挡条件的遮挡最小面积。这是用来进行热斑试验的遮挡面积。 f 移出遮挡并检查组件。注步骤 c和 d的反向偏压操作会造成接合处故障并导致组件面积上可见的斑点的不规则扩散。这些缺陷会导致最大输出功率下降。 g 再次测量组件 I-V特性，确定最大功率； h 将遮盖物放在组件待遮区域并短路组件； i 将组件放在稳态辐照源下，组件表面总辐照度为（ 1000±100 ） W/m2。可使用下列方式 -稳态模拟器，开始测量前，组件温度能稳定在 ±5℃ ； -自然光，开始测量前，组件温度能稳定在 ±5℃ 。本试验可以在组件温度范围（ 50±10 ） ℃ 时进行。注意 Isc的值并保持组件在最大功率消耗的状态。必要时，调整遮挡使 Isc保持在步骤 a中指定的水平。 j 保持这些条件进行曝晒 1h； k 耐久试验的最后，用 IR相机或适合的温度探测器来确定遮挡电池上的最热区域。 4.9.5.3.3 类型 SP 图 3举例说明了一个串联 -并联连接，如 p 组电池并联，每组 s个电池串联。如果旁路二极管可移出，局部并联的电池可通过电池串的反向偏压来确定，用 IR 相机来观察热斑。如果组件电路是可进入的，流过遮挡电池的电流可以直接监控。但是，现在的很多 PV组件没有可移除的二极管或可进入的电路。因此，这些组件需要一个非 17 侵入的方法。选择的方法是基于获取一块组件每块电池依次遮挡后的一系列的 I-V曲线。图 7显示得到的一块组件的一系列 I-V曲线。当有最低并联电阻的电池被遮挡，得到有最大漏电流的曲线，在拐点处二极管打开。当有最高并联电阻的电池被遮挡，得到有最小漏电流的曲线，在拐点处二极管打开。图 7-包含旁路二极管的组件不同电池完全遮挡时的 I-V特性注 1遮挡电池的数目取决于电池技术、效率和串联电池的数据（哲理的组件包括约 200块电池， 2个旁路二极管）；注 2 “4 块电池 ” 和 “6 块电池 ” 的波动是组件产生微小斑点处的反应。这个现象也取决于电池技术。 4.9.5.3.4 有不可接触电池电路和内部反向偏压保护的类型 SP 如果一个串联 -并联型（类型 SP）的组件具有一个无法接触的内部电池电路和内部旁路二极管或反向偏置保护的等效装置，不能被损坏，下面的方法可以用来选择被电池的电池并确定最坏遮挡条件。 a 将未遮挡的组件暴露在 800-1000W/m2的辐照源下。可使用下列方式 -瞬态模拟器，组件温度接近室温（ 25±5 ） ℃ ； -稳态模拟器，开始测试前组件温度稳定在 ±5℃ ； -太阳光，开始测试前组件温度稳定在 ±5℃ 。当达到热稳定后，测量组件的 I-V特性，并确定最大功率电流（初始性能）。 18 b 依次完全遮挡每块电池，测量随之的 I-V曲线并如图 7准备一组曲线。注 SP类型的组件， I-V曲线的变形是添加到完全辐照的平行子段的分段 I-V曲线，因此不会开始在 Voc开始。 c 选择边缘有最低并联电阻的电池，即一块有最大漏电流的电池； d 选择两块有最低并联电阻的电池（ c）中电池之外），即有最大漏电流的电池； e 选择有最大并联电阻的电池； f 对于每一个选定的电池，确定最坏情况下的遮挡条件，可选择下列方法之一。 -按图 8对每块测试电池不同程度遮挡得到一系列 I-V曲线。确定最差遮挡情况，此时流过遮挡电池的电流（在旁路二极管打开的点）等于 a中确定的未遮挡时的，如曲线 c，见图 5。 -将该组件暴露在稳态辐照源下，组件表面总辐照度为于 800-1000W/m2。依次 100 遮挡每块选定的电池并测量电池温度。以 10逐步减少遮挡。如果温度下降， 100遮挡是最差情形。如果温度上升或保持不变，继续以 10减小遮挡直到温度下降。回去过并用最开始的遮挡条件作为最差遮挡条件。 g 选择 c中选定的电池。用红外相机确定 100遮挡时电池的最热点。按 f确定的将电池遮挡到最差条件。将组件短路。如果可行的话，将最热点曝露在辐照区域中。 h 组件曝晒在（ 1000±100 ） W/m2。试验在组件温度（ 50±10 ） ℃ 下进行。 i 保持此条件，共辐照 1h。 j 在每段时间最后，用 IR相机或适合的温度探测器来确定遮挡电池上的最热区域。 k 对另外 d中的 2块电池重复步骤 f到 j。 l 选择步骤 e中的电池。按 f确定的遮挡电池到最差条件。短路组件。 m 组件曝晒在（ 1000±100 ） W/m2。试验在组件温度（ 50±10 ） ℃ 下进行。 n 保持该条件 1h并监控被遮挡的电池的温度。如果 1h结束后遮挡电池的温度仍继续升高，继续曝晒直至满 5h。 o 在每段时间最后，用 IR相机或适合的温度探测器来确定遮挡电池上的最热区域。 19 图 8-包含旁路二极管的组件试验电池不同程度遮挡时的 I-V 特性 4.9.5.3.5有不可接触电池电路和没有内部反向偏压保护的类型 SP 如果一个串联 -并联型（类型 SP）的组件具有一个无法接触的内部电池电路但没有内部旁路二极管或反向偏置保护的等效装置，下面的方法可以用来选择被电池的电池并确定最坏遮挡条件。步骤 a到 i最好的使用