图一:机械载荷试验结果。
图二:PID测试结果。
光伏组件热斑测试
根据GTM Research报告显示，截至目前全球共计安装了234GW的光伏电站，其中85%是在过去5年安装的，未来5年全球装机量还将提高3倍。一方面太阳能光伏产业正取得量的飞跃，另一方面整个产业链成本的不断降低使得光伏发电成本在欧美等少数发达国家逐渐实现平价上网。相关数据统计，2010年－2013年组件价格下降了57%，促进了光伏产业的快速发展。
光伏组件需保证25年长期使用。然而，即使在今天，组件在户外长期运行所遇到的风险及其性能表现在很多电站使用过程中仍难以确定。迄今为止，由于长期运行超过25年以上的光伏电站数量有限，导致行业缺乏量级且公开的高质量现场组件运行数据。
在此情况下，独立的实验室及第三方认证检测机构在评估光伏组件的质量和长期可靠性方面一直扮演着至关重要的角色。
目前全球有超过100家光伏组件制造商分布在世界各地，有些制造商在不同大洲设有多个工厂进行组件生产。由于各地区制造材料、工艺流程及质量控制存在不同的差异，因此有时同一家组件制造商生产出来的组件产品也存在差别。要正确处理当前产品的故障风险，需要了解各家组件制造商的产品情况。
2016年第一季度，美国独立光伏组件测试实验室PV Evolution Labs(PVEL，现为 DNV GL全资子公司)对外公布了一组最新检测数据，过去一年其对国际一级组件制造商进行了一系列组件测试，这些企业包括晶澳太阳能、晶科能源、日本京瓷、韩华、辉伦太阳能(Phono Solar)、天合光能、英利、REC等。
DNV GL为海事、石油天然气和能源行业提供入级和技术保障服务，以及软件和独立的专家咨询与认证服务。目前DNV GL合格测试结果已成为各国组件进入美国大型地面电站的准入门槛，其PAN File在电站发电量模拟认可度最高。在居民屋顶和商业项目上，如想获得美国第三方融资机构如SUNRUN，NRG等融资，组件也必须通过DNV GL测试。
当前光伏组件都需要UL或IEC认证，但人们普遍认为这些认证标准不足以检验光伏组件的可靠性和一致性。比如UL 1703被认为只是一个安全测试，测试的目的是确保组件使用期间不构成危害，这与组件需要在户外长期使用25年的要求有一定差距。
据了解，DNV GL的测试项目与IEC 61215标准下的测试项目有所不同，其目的在于模仿实际条件与明确长期潜在性质量问题及故障模式。因此，测试标准已超出IEC 61215与UL 1703标准(见表1)。DNV GL希望通过对各组件制造商产品的测试，所得出的性能分析结果可以帮助投资者和开发人员生成可靠且值得参考的采购策略，以确保电站项目的长期运行及最大收益。
表1: DNV GL’s Product Qualification Program compared to IEC 61215，
谁能拥有Top等级测试结果？
主流光伏组件制造商相继参与了这次DNV GL的测试，所有测试样品均为60片或72片电池片的标准光伏组件。据了解，所有测试样品并非由组件制造商自行选送，而是从样品的BOM材料核对、生产，直到样品发运均由美国第三方机构SolarBuyer全程监督——均保证了此次测试的公信力。
DNV GL提供的组件性能测试主要基于五种类型各异的测验，包含湿热、热循环及潜在电势诱导衰减(PID)。测试结果显示(见表2)，中国制造了全球55-60%的高质量组件，大多数参与检测的光伏组件生产商表现良好，有个别厂商在某项测试出现大的差距。
表2:光伏组件可靠性测试结果，来源：
报告还发现，各个厂商组件各类测试得分并不相同，某个测试得分高的组件未必能在另一个测试中获得最高分，要保持组件在全部测试项目中取得高分难度更大，参与此次测试的所有组件厂商中只有日本京瓷与中国辉伦太阳能(Phono Solar)的每个测试选项中均处于Top等级。
热循环是一个值得关注的领域。根据GTM报告，未来数年里很多光伏组件将被安装在热循环占据重要地位的地区。一共19家组件供应商参与了DNV GL的热循环试验，测试得到的结果存在较大差异，衰退区间从-1%到-35%不等，这表明组件受热循环影响明显。其中表现最出色的是辉伦太阳能(Phono Solar)及京瓷，测试结果显示两家组件退化小于1.5%，其他表现良好的组件厂还有晶澳、天合。
动态机械载荷试验主要验证组件在不同安装角度下经受风、雪或覆冰等静态、动态载荷的能力，检测光伏组件的耐压强度。17家公司参加了DNV GL动态机械载荷试验，得出的结果，衰退率从-0.2%到-7.3%不等。排名前四的组件所有退化率小于0.5%，他们分别是Tensolar、RECOM、京瓷和辉伦太阳能(Phono Solar)(如图1)。
18家公司参与了湿冷冻测试，测试结果区间在-0.1%到-4.1%之间，处于Top等级的光伏组件制造公司均来自于中国，其他优质组件则来自于墨西哥和波兰。21家公司参与了湿热测试，测试后衰减率从-0.6%到-58.8%不等，Top等级的组件厂商有来自中国的晶科、天合光能、辉伦太阳能(Phono Solar)，以及国际厂商REC、京瓷，其中京瓷表现最佳。
最具争议和挑战性的是PID测试。虽然所有厂家均声称自己的组件具有抗PID性能，但测试结果并未明确展示出这一点，有一部分厂家的组件表现欠佳。据了解，PID最早由SUNPOWER于 2005年发现，组件长期在高电压作用下使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，电池表明的钝化效果恶化，从而导致FF、 Jsc、 Voc降低，使组件性能低于设计标准。
对于产生PID的原因，业内认证机构中存在争议。目前整个行业对PID亦没有公认的统一国际标准。由于引发机理的复杂性，因此各家PID测试也不完全一样。22家公司参与了DNV GL的PID测试，测试结论果然存在较大差异，功率衰减率从0%到-58.3%。
中国的多数组件厂商取得不错的成绩，排名Top等级的有中电光伏、辉伦太阳能(Phono Solar)、晶澳，除了中国，测试结果表现良好的组件还有来自于墨西哥、中国台湾、新加坡和波兰的厂商(详情见图2)。
DNV GL认为，总体而言，此次参与测试的组件表现相对较好。然而，值得注意的是，目前行业中有些认证测试只进行少量的样品，不一定代表高容量的商业生产。此外，制造商是自由选择的组件参与测试和随机选择的生产线组件是存在差别的，这些都为组件测试认证提供了漏洞，因此也存在改善空间。
责任编辑：solar_robot
