光伏组件加速老化衰减测试研究

  以西北荒漠地区组件运行所处环境条件为依据，通过比对不同方法下组件加速老化的结果，对组件25 年内寿命做多元化的分析研究。

  一般而言，不论是高分子材料老化分析或是半导体加速老化分析，都会引用IUPAC(InternationalUnion of Pure and Applied Chemistry) 所定义的阿伦尼乌斯方程(Arrhenius)[2]，其原本是用来定义反应速率的方程式，但进一步整理后可作为加速老化实验分析方程式：

  式中，Af 为加速老化因子;E 为活化能;K为波兹曼常数(8.623×10-5 eV/K);Tn 为待测物品正常工作时候的温度;Ta 为待测物品加速老化实验温度。

  从上述方程能够正常的看到，半导体材料的加速老化因子与加速老化实验温度、活化能等有关，通常加速老化实验温度越高，其加速老化因子越大;且活化能越大，加速老化因子也越大。对光伏组件加速老化而言，通常综合老化实验箱温度越高，其组件衰减越快;而辐照强度越大( 增加活化能)，其组件衰减越快。

  光伏组件的加速老化衰减情况与综合老化箱的温度、辐照有关，为此，们开展了3 组组件加速老化实验：第1 组为相同湿度、相同辐照强度、不一样的温度的环境对组件的老化实验;第2 组为相同温度、相同湿度、不同辐照强度的环境对组件的老化实验;第3 组为以西北荒漠地区典型气候环境为依据进行的模拟老化实验。

  整个实验过程保障实验的辐照和湿度条件不变，采用不一样的温度参数。整个实验过程的实验条件如下：辐照强度为3000 W/m2，湿度在40%～80% 之间循环，分别将3 块组件恒定在温度为60 ℃、70 ℃及80 ℃下进行3 组实验。经过一段时间的运行，发现组件在不一样的温度下表现出了不同的衰减特性，如图2 所示。从图2 能够准确的看出，对比组件在60 ℃、70 ℃及80 ℃ 3 个温度下的衰减曲线，发现组件在初期阶段衰减率较快，之后以较为稳定的速率继续衰减;但组件并不是在80 ℃的辐照下衰减速率最快，而是在70 ℃。课题组分析认为，在80 ℃条件下，有可能因为温度太高，导致组件存在退火现象而使衰减的功率重新提升。

  实验条件：保证70 ℃恒温，湿度保持在40%～80% 之间循环，分别将3 块组件恒定在1000 W/m2、3000 W/m2、4000 W/m2 的辐照强度下对组件来测试，实验结果如图3 所示。

  从图3 能够准确的看出，在3000 W/m2 的辐照强度下，组件初始功率衰减的最快;其次为1000 W/m2 时;而在4000 W/m2 下，并非如预想是衰减最快的一组，反而在其他组件发生衰减的同时几乎保持功率不变。分析认为，此现状与材料自身的特性有关，组件生产厂商一般会将层压工艺的EVA 交联度控制在80%～90% 之间，以更好的发挥EVA 的封装性能，可保证组件拥有非常良好的耐候性与可靠性。但大量研究表明，由于EVA 内含有紫外交联剂，初始交联度低的EVA在老化后会继续交联，提高了透光率，使得功率升高。但随着交联度的升高与长时间的辐照，使得EVA 发生光降解反应，三维网状结构发生了链断，物理粘结点变少，导致EVA 的拉伸强度、断裂伸长率在紫外辐照的前后均出现急剧下降，EVA 与玻璃/ 背板的剥离强度亦有明显下降;加之组件在一个密闭空间，自身散热较差，而对组件直接产生了破坏作用。

  根据上述实验结果，光伏组件在70 ℃恒温和3000 W/m2 的辐照强度下，其衰减特性与户外测试结果更为吻合，因此采用如图4 所示的实验条件：70 ℃恒温、湿度保持在40%～80% 之间循环、 3000 W/m2 的辐照强度，开展光伏组件的加速老化模拟实验。

  为了更好的寻找组件在综合实验箱内的老化规律，在整个实验过程中，每隔一段时间对组件功率来测试，整体实验结果如图5所示。

  1) 组件在综合老化箱的衰减趋势与NERL户外组件长期测试衰减规律相似，都是在组件初期经过一个快速衰减，然后在运行后期以一个较为缓慢速率衰减，而且后期的衰减基本以稳定的速率匀速进行。因此能推断，组件原辅材料在其有效年限内的衰减率是线)光伏组件的功率衰减与短路电流的衰减基本一致，而在后期衰减过程中开路电压基本保持不变，这表明组件的后期老化衰减主要与材料的光学损失有关。

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  近日，由CTC国检集团和国家太阳能光伏（电）产品质量监督检验中心（CPTC）主办的13thCSPV“户外实证检测与认证”专题论坛在徐州顺利召开。会议上，江苏省经信委电力能源处张红升处长为获得CTC光伏组件功率衰减率“领跑者”认证的组件企业颁证，无锡尚德材料测试主管郭钇伟代表公司领取了认证证书。自20

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  10月23日，云南国际中标广西华磊新材料有限公司分布式光伏特许经营项目。项目位于广西平果市，规划建设分布式光伏16.5兆瓦，同步融入分布式光伏直流接入电解铝母排4兆瓦及新能源汽车充电桩。项目投运后，预计每年可为广西华磊公司提供绿电1597万千瓦时，节约标准煤约638吨，减少二氧化碳排放量15922吨

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  【文末看全文】东方日升异质结伏曦产品白皮书之低银含金属化浆料的开发和产业化应用

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