2021年4月19至23日，IEC TC82 WG2 召开了2021春季网络会议。来自全球各地的光伏专家在为期一周的会议里，就多项该光伏标准展开了深入讨论。TÜV 南德一如既往，积极参与IEC标准的制定和讨论，随时掌握标准最新发展动态，不断完善自身的服务范围和能力，从而协助客户端及时向市场提供满足最新标准要求的合格产品。
以下对此次会议讨论的主要内容和标准更新状态给大家做一个汇报：
从2020年秋季会议以后，发布7项新标准，包括IEC 61215:2021版本和IEC TR 60904-14关于产线功率测试和输出的指南。
IEC TR 60904-14:2020 ED1: Photovoltaic devices - Part 14: Guidelines for production line measurements of single-junction PV module maximum power output and reporting at standard test conditions (2020-11-25)
IEC 61215-1:2021 ED2: Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval - Part 1: Test requirements (2021-02-23)
IEC 61215-1-1:2021 ED2: Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval - Part 1-1: Special requirements for testing of crystalline silicon photovoltaic (PV) modules (2021-02-23)
IEC 61215-1-2:2021 ED2: Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval - Part 1-2: Special requirements for testing of thin-film Cadmium Telluride (CdTe) based photovoltaic (PV) modules (2021-02-09)
IEC 61215-1-3:2021 ED2: Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval - Part 1-3: Special requirements for testing of thin-film amorphous silicon based photovoltaic (PV) modules (2021-02-23)
IEC 61215-1-4:2021 ED2: Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval - Part 1-4: Special requirements for testing of thin-film Cu(In,GA)(S,Se)2 based photovoltaic (PV) modules (2021-02-23)
IEC 61215-2:2021 ED2: Terrestrial photovoltaic (PV) modules - Design qualification and type approval - Part 2: Test procedures (2021-02-24)
光伏组件标准最新进展
IEC 61215 新的提案
薄膜组件降低机械载荷压强
First Solar继续提出降低组件机械载荷强度的建议，认为机载测试压强和安装现场条件有关，并不是所有区域都需要最低2400Pa的测试压强，并且在会议之前发出了调查问卷，据First Solar所说，大多数是同意成立工作组进行讨论。但是，根据目前的提议，晶硅没有降低，只是对薄膜降低载荷强度，并且根据不同的区域和安装条件进行区分。对此，会议上不少晶硅厂商表达了反对意见，认为晶硅和薄膜应该保持一致，机械载荷测试不仅评估电池隐裂带来的功率损失，还评估组件在风压下的机械完整性。另外，客户端往往会要求远超2400Pa的载荷压强，降低机载强度的意义不是很大。
增加大尺寸冰雹测试
冰雹的冲击可能会造成电池开裂，在长期使用过程中受周围环境的影响，会造成功率额外的衰减。目前冰雹测试常用冰雹直径为25mm，但市场端经常会有更大尺寸的冰雹测试要求。极端天气的增加，组件尺寸变大，电池变薄等变化使冰雹的影响更加明显。First Solar提出大尺寸冰雹测试的提案，冰雹的尺寸至少为35mm，并提议在C,D,E测试序列环境测试开始之前先进行冰雹测试。会议上初步讨论认为可以减少测试序列，降低测试成本，可以在C序列开始之前先进行冰雹测试，并建议将TC50升级到TC200。另外，有专家反应，实际测试结果更多的是玻璃破碎而不是电池开裂。更多的讨论和研究将在工作组内展开，目前工作组正在召集中，计划最终以类似于IEC TS63126的技术规范的形式发布
降低热斑设备要求
RETC提议将稳态模拟器的光谱匹配度和光强均匀性由现在的B级降到C级。与会专家展开了热烈讨论。多数转件认为，光谱匹配度对热斑的影响不大，可以降到C级，但是均匀性方面，C级允许的最大不均匀性为10%，而热斑遮挡面积通常在5-10%附近，这可能会导致热斑不能准确的发生在所选的电池上，还需要进一步收集数据进行支撑。
IEC 61730-1标准进展
过去半年，CDV草案在收集各个国家的意见，目前刚完成意见收集，还需要工作组内会议进一步讨论。目前计划以新版本而不是补充版本发布。
IEC 61730-2:2016标准修正案
目前CDV的回复意见还没有完全处理完，等完成之后计划和IEC 62788-2-1的CDV草案一起征求进一步意见。
下面是一些主要修正内容的进展：
确定边缘锋利度测试
MST06使用的胶带和测试指规格，参考IEC TR 62854.
脉冲电压测试
波形在升压阶段T1的时间偏差从上一草稿版的5us改为3.12us
另外，以下话题还需要工作组内进一步讨论：
删除并重新考虑Class III组件的测试项目
超大组件样品要求，IEC 61215大部分测试允许使用代表性样品，但IEC 61730是安全测试，很多测试则需要用原尺寸
UV60的测试量和真实情况比还是很小的，可能还是要在一块样品上测试
反向电流过载测试最终测试温度的监控方法
会上项目组牵头人Guido详细讲述了安全距离检测MST 57和脉冲电压测试MST 14的区别。前者主要是检查安全距离是否满足标准要求，安全距离包含爬电距离和空气间隙。后者则是在空气间隙比建议值小的时候，采取该测试进行验证安全性。有专家提出如何考虑封装材料中的空气影响，目前工作组认为该距离还是需要，但是该距离确实不是真正意义上的空气间隙，因此，海拔修正也不适用于该位置，主要和接线盒部分相关。会上讨论计划在标准中给出一些详细案例标示不同情况下的安全距离，或者准备一份技术报告做说明。
IEC TS 62915光伏组件重测导则
修订后的导则草案目前在WG2范围内征求意见，计划在今年秋季进入CD阶段，该草案将对以下情况如何考虑重测，进行了更明确的说明：
制造过程条件
生产设备的变化
电池尺寸和切片的变化
零部件材料的变化
双面组件
各种材料的组合
另外，该导则草案还考虑了目前IEC 61215/61730标准的最新变化。
目前有些问题还需要现在项目组内进一步讨论：
边框界面的变化
接线盒的变化，首先考虑如何定义电气端子，哪些是接线盒标准IEC 62790没有考虑到的
精简目前给出的材料组合测试方案
完善薄膜组件部分的重测导则
IEC 62804 PID测试
-1是关于晶硅组件的PID测试，增加了PID恢复测试，出发点和IEC 61215新版标准中一致，也是为了规避极化现象的影响。但是在现场确实也有发现计划现象，标准增加了相应的极化测试，在常规PID测试条件基础上，增加额外的低辐照度。项目组介绍了不同封装材料的测试表现，无论是在常规还是极化PID测试条件下，都表明高体电阻可以缓解PID现象，数量级达到1016Ω.cm时特别明显。
-2是关于薄膜组件的PID测试，通过比较室内和户外的漏电流数据，可以确定室内测试条件。继上次春季会议后，对户外测试的流程做了修改，包括喷水速度，漏电流监控间隔时间，施加5倍电压的条件限制，并建议连接电阻足够大的负载，接近开路情况下进行测量，此时温度增加，也会加速PID效应，加快数据的收集。
IEC TS 63342 LETID测试
Light and elevated temperature induced degradation (LETID) test for c-Si Photovoltaic (PV) modules:Detection
主要变化有：
对测试完成节点进行了更清楚的定义，测试以162h为一个循环，通过暗电压来判断测试是否继续，如果2个循环之后，功率衰减超过3%，可能还需要进行第3个循环来检查组件最大的LETID功率衰减程度。
定义如果功率衰减超过3%为LETID敏感组件，具体计算时需要和IEC 61215一样考虑功率测量再现性。此处衰减率没有和IEC 61215一样选择5%，是因为实验结果来看大多数组件在3%以下，如果选择5%，可能就无法发现LETID敏感组件。
IEC TS 63109基于EL成像定量分析测量光伏电池、组件二极管理想因子
在半导体物理里，二极管理想因子表达为n，在1-2之间，越接近1越说明半导体器件的缺陷少复合少，对光伏器件来说，则代表转化效率越高。该技术规范通过定量分析EL成像的亮度和注入电流之间的关系，可以计算出理想因子n。会议上工作组汇报了比对结果，参与比对机构测量结果一致性很好，将进入到DTS阶段
组件功率测试标准
IEC 60891: Photovoltaic devices – Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V characteristics
主要进展如下：
给出了绝对温度系数的单位
讨论了功率温度系数的符号γ和δ的统一，容易造成误解，会议建议将该问题反馈给WG1进行讨论。考虑市场已经形成使用习惯，有人建议两者都允许使用
增加双面组件温度系数测量时避免热传感器遮盖电池的注释
IEC 60904-5：Determination of the equivalent cell temperature (ECT) of photovoltaic (PV) devices by the open-circuit voltage method
对胶带的规格做了说明，参考ISO7214
IEC 61853 Photovoltaic (PV) module performance testing and energy rating
当前标准需要增加双面组件的相关要求，工作组做了初步调研，会议上Franhofer介绍了双面组件相关的修改方向：
双面组件垂直安装时需要采集的额外参数
双面组件背面辐照度需要采集的额外参数
双面组件背面光谱及光谱响应测试
双面组件背面AOI测量，尤其是垂直安装情况
另外，当前标准IEC 61853-1只测了12个条件下的IV数据，建议增加测试点，这样可以减少其他条件下IV参数的计算，但是额外增加的测试点对模拟器要求也变高了。
引入了新的数据筛选和处理方法，和当前61853-2发行版本里的分析结果比较：
可以采用更多原始数据
有效数据更容易采集
NMOT测量值低
模型计算辐照度加权温度结果和实测结果之间的偏差接近，新的办法会略小
接下来工作组将进一步开展以下工作：
不同气候条件下的数据分析，例如温带气候
评估不同时间段的NMOT，研究季节影响和早晚不同辐照度的影响
具体气候条件下组件发电能效对NMOT中环境影响系数u0,u1的敏感性
另外，工作组提议对角度效应的测量章节进行修改，并给出了接下来的工作计划，主要有：
针对不同测试样品(电池，小组件，大组件)，分别给出样品要求和测试流程，并考虑遮盖电池的测量方法
对双面和切片电池组件，增加额外的注意事项
增加薄膜组件室内测试流程
修改户外测试流程
更加精确规范ar参数
增加不确定度来源章节
亚稳态光伏器件IV测试
工作组召开了第一次电话会议，会议上工作组对会议结果做了汇报，主要是探讨了钙钛矿组件功率测试，可靠性评估在产业中可能需要解决的问题，例如不同制造商都有自己的IV测试方法，需要相关文件来规范这些方法之间的一致性。与会专家也提出了自己的一些意见，建议功率测量可以参考PD IEC TR 63228:2019，并且针对钙钛矿的前期稳定，在进行IV测试时需要现在考虑，不能依赖IEC 61215/730，该标准是滞后于产品的发展的，而当前产业已经有IV准确测试的需求。
新提案
光伏组件再利用，修复和回收
提案介绍了延长组件寿命，对现场缺陷组件进行修复和再利用，并给出了处理流程。提案的出发点非常好，考虑的也很全面，但是该流程包含测试评估，大数据分析，这一方面可能会增加成本，得不偿失，另外一方面可能也无法做到覆盖所有的缺陷组件。有专家建议重点开发其中的一项，比如组件修复
1500V以上光伏组件和系统相关标准
提高开路电压可以降低系统成本，而目前光伏行业所用的标准都是属于低电压范围，即系统电压不大于1500V。如果能开发1500V以上系统电压相关的标准，可能会进一步加快行业的发展。会上不少专家提出，1500V以上属于中高压的范畴，TC82可能不太适合， 可以放到TC99讨论。另外，相应的标准体系需要从材料到组件到终端系统全方位的开发，这将是一个漫长的过程。
IEC 61215/61730 边界条件判断规则中如何考虑测量不确定度
通常在进行边界判断时，不确定度有三种使用方式:
加上不确定度，有利于制造商，例如IEC 61215 Gate1铭牌电性参数的判断
减去不确定度，对制造商不利，加严了测试要求
不考虑不确定度，此种情况主要是认为标准中对测量精度各方面的要求就已经可以保证只考虑边界条件就是安全的
光伏零部件及材料标准最新进展
IEC 62788-2-1 ED.1光伏组件中的聚合物材料第2-1部分 聚合物前板和背板的安全要求
IEC 62788-2 ED.2光伏组件材料的测试程序第2部分 聚合物材料-前板和背板
来自DSM的Peter Pasmans 先生代替Jürgen Jung先生担任IEC TS 62788-2 & IEC 62788-2-1项目组的PL，本次WG2会议 Peter Pasmans 先生回顾了IEC 62788-2-1开发的过程再次强调IEC 62788-2-1是关于聚合物前板/背板的安全性要求，该标准和IEC 61730-1一起开发并会直接被IEC 61730-1 引用，IEC 62788-2-1 Ed.1版本之后将来还会考虑其他测试项目更新到最新的版本中。IEC TS 62788-2正在进行新版本的修订升级了一些测试方法并增加了一些测试。IEC TS 62788-2 & IEC 62788-2-1均收到了很多修改意见，此次会议后IEC 62788-2-1 ED.1将准备进入FDIS阶段。
IEC TS 62788-2 & IEC 62788-2-1后面会跟更多的在研IEC标准保持一致：
组件标准：IEC 61730-1&-2 安全性能要求，IEC 62915 关于测试中“相同材料的要求”
材料标准：IEC 62788-6-3 粘接测试，IEC 62788-7-2 UV老化测试方法，IEC 62788-7-3 磨损测试方法，IEC 63209-2 扩展应力测试。
IEC TS 62788-2 & IEC 62788-2-1后续的讨论主题：
IEC 62788-2-1测试方法的描述也会同步在IEC TS 62788-2内更新;
讨论对于多层复合背板直流击穿(FBST 06)计算的原理(见IEC TS 62788-2更新);
对于UV测试(FBST 09)中的Method C里涉及的透明隔离材料是否需要更多的指导文件;
热失效保护测试(FBST 10)的一些结果讨论等。
关于IEC TS 62788-2 ED.2 CD稿的一些更新如下：
IEC TS 62788-2 参考IEC 62788-2-1的讨论结果加入了样品预处理的要求，该方法旨在模拟高分子片材在层压过程中可能发生的相转变和重结晶等对材料的影响，具体操作方法是参考层压条件的最严苛要求，给定一个温度与时间并且可以不控制湿度，可以用烘箱模拟，例如：一个典型的温度预处理条件为145℃下放置15分钟。
在拉伸测试制样要求中引入两种制样方法即制备矩形样条或哑铃状样条，并且强调制样不应该引入人为误差，有些制样方法会在样条边缘产生微裂纹影响测试结果，TÜV -SÜD前期经过多组制样方法比对，目前对于PET基背板依然建议利用锋利的滑刀制备矩形样条，对于单层膜(PVDF、PVF膜等)可以选用冲压法制备哑铃状样条。拉伸测试也可以在低温下进行，例如可以在-40℃下进行拉伸测试。
加入热失效保护测(Thermal failsafe test)，该测试用于评估前板和后板的单一材料层的断裂伸长率，热失效保护测试要求样品在(120 ± 2) °C 条件下放置 (2000 -0/+24) h，并在老化后测试MD/TD方向伸长率，要求老化后伸长率的绝对值≥25 %。
IEC TS 62788-2中直流击穿要求与IEC 62788-2-1一致，测试值要求乘以相应的系数得到报告值，主要是考虑了背板实际的DTI厚度对有效绝缘的影响，具体计算要求如下：
DH和UV老化测试中所有初始样品均为温度预处理后的样品，且加入了序列测试的要求，样品要求为层压件，在制样时背板MD、TD方向均需分别层压两条焊带，制样要求如下图并根据制样情况将样品划分为不同的测试区域，测试序列为UV1000(参考IEC 62788-7-2 A3序列)+TC200(参考IEC 61215-2 MQT 11)并且可以在此要求基础上增加循环次数，序列测试后对背板空气面和向阳面进行外观检查并可借助普通显微镜或SEM，除满足背板外观基本要求外序列测试后样品还需根据Table 3进行等级判定。
IEC TS 62788-8-1 晶体硅光伏组件中使用的导电胶(ECA)的测试 第1 部分材料性能测试
阿特斯的许涛博士介绍了导电胶(ECA)标准的发展近况，更新了导电胶粘接力和电学性能测试的最新进展，目前已经进行了第一轮的循环对比测试并计划在5月份进行第二轮的循环对比测试，TÜV SÜD 参加了ECA的比对测试。许涛博士强调电性能是ECA的一个关键特性。当ECA导电时，ECA本身的体积电阻以及ECA与粘结材料之间的接触电阻对组件的性能和安全性有决定性的影响
标准中基于TLM法给出了ECA和银电极之间接触电阻和体积电阻率的标准测试流程：
Step 1：参照电池片生产工艺在硅片上印刷长15-30mm、宽1-3mm、厚10-20µm不同间距的银电极;
Step 2：利用平行的定位胶带在银电极上方预留出宽3-7mm厚50-150µm空区域用于印刷导电胶;
Step 3：在空区域配置上足够的导电胶，利用载玻片以20°-30°的角度同一方向刮平导电胶，使导电胶均匀充满空区域;
Step 4：撕去定位胶带，依据ECA供应商的固化条件固化导电胶;
Step 5：固化后的样品在23±2 ℃ 以及 50±10% RH条件下调节至少一小时，测量两个相邻电极之间的电阻，每次测量至少记录三组测量数据;
Step 6：利用差值法测量导电胶前、中、后部的厚度并计算平均值，测量导电胶前、中、后部的宽度并计算平均值;
Step 7：利用TLM法计算接触电阻和体积电阻，取几组数据的中值。
基于给出的测试流程不同的实验室之间进行了第一轮的循环对比测试，同一实验室的测试数据偏差较小，不同的实验室之间的测试数据有一定的偏差，根据简化模型，功率下降1%，体积电阻需要增加3000倍，接触电阻需要增加6倍，因此数据偏差可以接受，给定的标准测试流程仍然是可行的，会议中许博士也号召更多的实验室参与第二轮循环比对测试。
IEC TS 63209-2 用于风险分析的光伏组件加严老化测试 第2部分：高分子零部件材料和BOM的耐久性表征
IEC TS 63209 系列是评估组件及组件BOM长期可靠性的建议测试方法，第一部分关于组件测试的部分将进入发布程序，第二部分由Nancy主持编制，是关于零部件材料和BOM的耐久性表征，目前在CD稿阶段。IEC TS 63209-2也将参考现有IEC标准并弥补现有标准的不足，Nancy认为组件和单个不同零部件的标准都已经完备，不同BOM的评估主要在组件端评估(IEC 62915)，还缺少关于不同BOM搭配的长期可靠性风险评估，测试将会考虑不同零部件标准中老化要求的叠加。该标准将会考虑不同的零部件，不同的组件设计以及不同的组件失效机理，该标准不做判定仅仅增加一个测试选择，环境测试只是扩展或组合现有的测试要求。
标准中关于零部件的扩展要求测试如下：
对BOM的测试将会重点关注背板开裂，胶膜脱层以及Mini module 的PID现象，Nancy认为综合应力老化很重要，但不同的失效机理在不同的环境应力下表现会不一样，关于BOM的扩展测试要求如下：
IEC TS 62788-6-3 ED.1光伏组件中使用的材料的测试流程第6-2部分：光伏组件内部接触面的粘附测试
单悬臂测试(SCB)将会广泛的用于组件评估材料的粘接性能，一般认为在做180°(90°)剥离或者胶带固定剥离时由于聚合物材料的弹性形变对测试数据会造成影响，单悬臂测试能较好的反应材料的粘接强度，并且也能较好的评估老化之后的粘接性能。
该测试方法对于粘接强度的测试应用广泛：前板玻璃与胶膜之间粘接力(G/E);胶膜与电池片之间粘接力(E/Cell);胶膜与背板直接粘接力(E/BS);背板层间粘接力(B/S)，该测试方法甚至可以直接运用到组件端，具体制样和测试原理如下：
IEC 62788-1-1 ED1光伏组件用材料的测试流程 - 第1-1部分：封装材料用聚合物
NREL的David. Miller回顾了IEC 62788-1-1标准开发的经过，该标准在2019年秋天提交了的CD稿，目前在准备CDV版本，IEC 62788-1-1将会和IEC TS 62788-2在标准形式要求有内容要求上一致，并且62788-1是个系列标准，相关测试方法的标准很多已经发布可以按照现有测试方法开展测试。
删减部分：
1. 力学拉伸测试将会变更为模量测试(DMA法);
2. 删除熔融指数;
3.由于目前封装材料为非RUI层删除直流击穿和直流耐压测试;
4.吸水率(Water absorption)改为可选，删除使用特性测试进行失效分析。
增加部分：
增加光学耐久性的判定要求，要求测试粘接力耐久性，将会考虑考虑增加序列老化测试的必要性， IEC 63209系列其实已经涉及这类测试 。对于某些定义将会参考现有的IEC 61215、IEC 61730、IEC 62788-2。
关于IEC 62788-1-1标准目前主要的关注点如下：
粘接力对于胶膜产品来说很关键，同时还需关注光学、机械、化学性能，IEC 62788-1-1中继续要求180°剥离测试，粘接强度测试还会参考IEC TS 62788-6-3单悬臂测试方法，对于粘接强度的理解将会扩展到胶膜与玻璃、胶膜与电池片、胶膜与胶膜(共挤胶膜)之间，并且在标准中将同时需要测试老化前后的粘接强度。
后续将会进一步更新IEC 62788-1-1的草稿，丰富IEC TS 62788-6-3粘接强度测试细节，加入剥离测试机理，SCB测试机理将直接引用，IEC 62788-1-1将会进一步讨论将在2021年夏天发布CDV版本。
根据最新的发展后续的研究目标是证明SCB测试方法的通用性，主要针对玻璃与胶膜、胶膜与电池片之间未老化样品的剥离，材料组合将会是玻璃/含助粘剂以及不含助粘剂/木质提手，PERC电池片/含助粘剂以及不含助粘剂/木质提手。第二步将会考虑SCB测试方法对相同样品老化前后的通用性。
IEC 62852 光伏直流侧连接器
会议由连接器爬电距离的议题出发，进行了非常多的讨论。鉴于IEC 62852标准本身对某些专业术语和测试方法的定义不清, 可能读者会造成不同的理解，TÜV SÜD /CSA/ 阿特斯等机构和厂家建议修订此标准，具体修订的内容包括：
标准术语的重新撰写，爬电距离不同路径的细化;
类似光伏组件、光伏接线盒，在连接器标准也引入污染等级1，并制定相应的测试方法;
对户外实际失效较多的应用场景，在标准中引入评估方法，比如化学助剂对PPO材料开裂的影响;盐雾地区连接器的腐蚀评估等。
IEC也同意会后由相关单位提供新的修订连接器标准的方案。
责任编辑：肖舟
