基于IEC 61215 标准中湿热(DH)、湿冻(HF) 试验的环境条件参数，对组件连续施加超量的环境条件压力，分析其性能变化;并将其静置1 年后复测其功率，发现长时间静置对其功率有很大影响;然后继续对组件进行环境试验，并置于户外曝晒，其间测量其功率变化;最后拆解组件，研究湿热及湿冻试验分别对组件造成的影响。研究发现：湿热试验DH3000 是功率衰减的一个临界点，且对组件焊带腐蚀深度较深，汇流条腐蚀程度也较大;而长时间的湿冻试验静置功率会大幅恢复，且湿冻试验使背板脆化相当严重，焊带整体腐蚀面积也较大。通过整个实验发现，组件在经过环境试验后，静置多久去测量其功率是一个需要重新考究的方面。
随着生产工艺的逐步提高，IEC 61215 所测试的量已不足以考验组件的耐候性，也无法模拟或探索出组件在户外实际所经受的失效形式。根据TÜV 的分析，热斑测试、湿冻测试、湿热测试这3 种测试的失效率最高，如图1 所示。组件热斑现象机理较明晰，在户外出现热斑的情况较少，即使有也多出现在早晚辐照不强时，易避免。所以，组件的湿冻及湿热试验是对组件考验最大的两个因素，本文针对这两个因素，在IEC61215 标准的基础上展开深入的测试研究。
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试验设计
收集同一个厂家同一批次生产的4 块组件( 该类型组件由60 片多晶硅太阳电池片组成)，并将其编号。1# 和2# 组件用于DH2500 试验，每500 h 取出测一次功率及EL;3# 和4# 用于HF100 测试，每10 个循环测一次功率及EL。首先将组件同时接受光辐照5 kWh/m2 的预处理，预处理之后测得的功率如表1 所示。
得到预处理后的功率数据后，试验设计过程如图2 所示。将1# 和2# 组件置于湿热环境箱中，设置湿度85% 和温度85 ℃的试验条件，每500h 取出组件进行功率和EL 检测;将3# 和4# 组件置于湿冻环境箱中，设置RH 85% 和-40～85℃的温度循环，单个循环周期为24 h，每10 个循环取出组件进行功率和EL 检测。
连续环境试验结束后，将组件静置于常温暗室内1 年;之后将1# 和3# 组件分别加量做DH500 和HF10 环境试验后，测试功率及EL;2# 和4# 组件测试红外图像;之后将4 块组件同时置于户外曝晒25 kWh/m2 后测试功率曲线;最后将1# 和3# 组件拆解分析。
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试验过程与结果
2.1湿热湿冻连续老化试验组件功率衰减
图4 分别为1# 和2# 组件( 均为DH2500) 功率衰减、串联电阻及填充因子FF 的变化情况。
湿热试验后，组件功率衰减较少，两块组件最终衰减都在2.5% 左右。功率衰减与串联电阻的增大正相关，FF 变化不明显。
图5 为3# 和4# 组件( 均为HF100) 功率衰减、串联电阻及填充因子FF 的变化情况。湿冻试验的组件功率前期衰减较少、后期较多，整体呈幂函数趋势。随着组件功率的衰减，串联电阻呈现出明显的正相关趋势，而FF则呈现出负相关的趋势。
表2 为4 块组件在连续试验并静置1 年后的功率和串联电阻的变化情况。静置后串联电阻继续增大，说明串联电阻的增大原因是一个不可逆的过程，即为腐蚀[6]。同时，湿热试验后组件功率未变，而湿冻试验后组件功率大幅回升，原因分析如下：
1) 对于湿热试验：如表3 所示，两块组件湿热试验恢复1 年后，FF 都下降了，这与串联电阻增大导致FF 下降相一致。由于串联电阻的增大，最大功率点电压Vmp 降低。但是短路电流Isc的变化是不随组件焊带的腐蚀等因素变化的，正如开路电压Voc 无变化一样，Isc 的变化与辐照强度及禁带宽度有关，但是Voc 几乎未变，电池外观也无较大改变，所以禁带宽度未发生变化。Isc的变化在于辐照强度，但测试仪器是同一台且都经过标定，那么原因很有可能来自于组件正面的水汽导致玻璃和EVA 透光率的变化，当静置后水汽蒸发，透光率增大，辐照量增强，所以Isc 增大。同样，最大功率点电流Imp 增大，但Vmp 减小，所以组件的功率P=VmpImp 未改变。
2) 对于湿冻试验：表4 为湿冻试验及恢复后组件各电学参数，由表4 可知，最大功率点电压Vmp降低，最大功率点电压Imp增大，短路电流Isc增大，开路电压Voc 变化辐度很小，可认为不变。但功率P 却有大量的恢复，原因就在于并联电阻Rsh 明显增大(表明漏电流减少了)，Isc 和Imp 的增量也较大，推测这是湿气的蒸发所致。但是同样的蒸发，湿热试验却未出现功率恢复和并联电阻增大，说明除了湿气蒸发、组件正面透光率上升之外，还有其他原因。湿热和湿冻试验后两种组件外观并未发生改变，但是试验过程中湿冻试验是通40 μA电流的，电流在大量湿气进入组件的情况下，很有可能使焊带出现漏电通道，导致组件并联电阻减小，功率快速下降，表5 中湿冻试验HF90和HF100 过程中对应组件功率大幅的衰减就很可是这个原因造成的[7]。综上所述，湿气、电流、温度及温度循环4 个条件共同造成湿冻组件焊带出现漏电通道，导致组件并联电阻增大，功率减小。
通过以上分析可知：湿热试验静置1 年后的功率与DH2500 的功率相同，这是由于组件静置的这1 年，焊带腐蚀继续增大，组件正面湿气部分蒸发;而湿冻试验静置1 年后的功率小于HF100 的功率，这是因为除了上述两个因素外，还有一个原因是组件内部漏电通道减弱或消失，并联电阻明显回升，功率大幅恢复。
从图6 的EL 图像可看出，红色圈出部分出现了明显的明暗片、连接处腐蚀或串联电阻增大的现象。这表明从HF90 到HF100 功率大幅衰减的原因除了漏电通道外，就是串联电阻的增大和电池间的失配。
