光伏组件测评之——TOPCON BC HJT多光强测评

来源：众森发布时间：2025-03-11 09:16:15

在当今能源转型的大背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛关注。光伏发电作为太阳能利用的重要方式之一，其发电效率和稳定性直接影响着太阳能的广泛应用。而太阳能光强，作为光伏发电的关键影响因素，起着至关重要的作用。

从本质上来说，光照强度就是单位面积上太阳光的辐射功率。对于光伏发电而言，太阳能电池板是将太阳光转化为电能的核心部件，而光照强度直接决定了太阳能电池板接收到的能量大小，进而影响其产生的电流和电压。

简单来讲，当光照强度增强时，太阳能电池板接收到的能量增加，产生的电流和电压也随之增大，输出功率增大。光伏电池的发电能力在标准测试条件下，一般以光强为 1000 W/m² 进行测量，这也是实验室中模拟晴天光照的标准值。然而在实际的户外条件下，光伏组件往往工作在低于1000 W的弱光情况下，大多数时候的光强在晴朗天气下，白天约200–800 W/m²;若包含阴天或多云天气，可能降至50–600 W/m²。

因为对于固定安装的光伏电站，一天中的光照强度是不断变化的。清晨，太阳缓缓升起，光照强度逐步增加, 到了中午时分，光照强度达到最高值;下午随着太阳逐渐西沉，光照强度又逐渐减弱，直至日落完全消失。这种光照强度的日变化，使得太阳能电池在一天内的发电量也随之波动。在光照强度高的时段，发电量明显增加，而光照强度低时，发电量则大幅减少。

因此，测量光伏组件在不同光强下，特别是弱光性能下的功率就尤为重要，是对于设计单位、投资商和用户评估发电量提供了重要的数据支撑。

一天中不同太阳光强占比会因季节、地理位置、天气状况等因素而有所不同，很难给出一个精确且通用的占比数值。不过，我们可以以晴朗天气下中纬度地区的大致情况为例来探讨：

•日出 - 上午 8 点：此阶段太阳高度角低，光线穿过大气层的路径长，被散射和吸收的程度高，斜射到光伏电池表面，光强较弱，大约为0-100 W/m2。这段时间光强占全天总光强的比例约为 5% - 10% 。

•上午 8 点 - 10 点：随着太阳升高，光强快速增强，光强约300-500 W/m2占全天总光强的比例大概为 15% - 20% 。

上午 10 点 - 中午 12 点：太阳高度角接近 90°，光伏电池的入射角度也接近90°，光强持续上升，在这段时间达到一天中的峰值，光强约600-1000 W，占全天总光强的比例约为 25% - 30% 。

•中午 12 点 - 下午 2 点：尽管太阳开始西斜，但地面热量积蓄仍在影响，光强依旧维持在较高水平，约800-1000 W，这一阶段占全天总光强的比例约为 20% - 25% 。

•下午 2 点 - 日落前 1 小时：太阳高度角和光伏电池的入射角度逐渐变小，光强逐步减弱，光强约200-600 W，占全天总光强的比例约为 15% - 20% 。

•日落前 1 小时 - 日落：光线穿过大气层路径变长，光强迅速下降，光强约为0-100W，这一小段时间占全天总光强的比例约为 5% - 10% 。

本次测评活动，我们选定了主流不同厂家的4款BC组件、14款TOPCon组件和4款HJT组件作为测评对象，分别在1000W/m2，700 W/m2，400 W/m2和200 W/m2的辐照度条件下对样品进行最大功率测试，并通过低辐照度损失率来评价预测不同组件的发电性能。这里我们介绍一下低辐照度损失率的概念，简单来说，就是用光伏组件在低光强下的实测功率，通过光强的比率换算到1000W时的功率，与1000W下实测的功率进行比较算出损失率。例如：一个组件1000 W下的功率是600W，200W下的功率是110W，那么低辐照度损失率就是用1-110x(1000/200)/600=8.4%。具体的公式如下：

其中：L为低辐照损失率，单位%;

P_x为不同辐照度条件下实测的组件最大功率，单位W；

P₀为STC条件下实测的组件最大功率，单位W；

I₀为STC条件下的辐照度值1000，单位W/m²；

I_x为不同的测试辐照度值，单位W/m²。

表1 BC光伏组件低辐照性能测试结果

从上面的测试结果可以看出，同为BC组件的4款样品，在低辐照性能上表现出了较大的差异，BC-1样品相较于其他三个样品，低辐照损失率明显较高，在200 W/m2的辐照度下，低辐照度损失率6.57%，相比于BC-3样品的2.78%，高出了1倍以上。同时，从折线图可以看出，随着辐照度的降低，组件的低辐照损失率逐步增大，辐照度越低，不同组件的差异也越发明显。

第二组样品为不同厂家不同型号的14款TOPCON组件，具体测试结果见表2。

表2 TOPCon光伏组件低辐照性能测试结果