2021 IEC TC82 WG2 光伏组件零部件标准最新状态-标准分享-捡证网

2021年10月25至29日，IEC TC82 WG2 召开了2021秋季网络会议。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。

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2021年春季会议以后，发布4项新标准

· IEC TS 63209-1:2021 Edition 1.0 Photovoltaic modules - Extended-stress testing - Part 1: Modules (2021-04-27)

· IEC TS 63140:2021 Edition 1.0 Photovoltaic (PV) modules – Partial shade endurance testing (2021-04-28)

· IEC TR 63279:2020Derisking photovoltaic modules - Sequential and combined accelerated stress testing (2020-08-21)

· IEC TS 63163:2021 Edition 1.0 Terrestrial photovoltaic (PV) modules for consumer products – Design qualification and type approval (2021-09-14)

光伏组件标准最新进展

IEC 61215新的提案

IEC 61215-1-2/AMD1 ED2, IEC 61215-1-3/AMD1 ED2 and IEC 61215-1-4/AMD1 ED2,薄膜组件降低机械载荷压强

该变更由First Solar牵头，根据之前调查问卷，大部分人是同意降低薄膜组件的最低机械载荷强度要求。此次工作组介绍了标准相关内容的变更，主要如下：

· 铭牌上有reduced design load提醒，默认最低设计压强为800 Pa，否则为1600Pa

· 低载荷压强不适用于屋顶

· 对低载荷设计压强组件，型号名中有体现，例如正常为M300W, 相应改为M300W-X

· 产品说明书中需要增加相关说明

目前标准在CDV阶段，而且国家投票已经完成并通过，其中中国，法国和加拿大投了反对票。

IEC TS 63397 Guidelines for qualifying PV modules for increased hail resistance

增加大尺寸冰雹测试

该标准由First solar牵头制定，目前在CD阶段。该标准的目的是通过和参考组件相比较，评估冰雹冲击对组件可靠性的影响，如果只是在现有61215测试序列中增大冰雹尺寸则无法验证这一点。其中冰雹参数在IEC 61215的基础上增加了动能，并将尺寸扩展到100mm，但是仅供参考，大尺寸情况组件的破损可能性非常高，常用的大冰雹尺寸还是在50mm左右。当前测试序列如下：

为了更好的判断在哪些区域需要考虑大冰雹测试，需要参考区域冰雹气象统计图，包括发生频率，冰雹尺寸等，这可能会涉及到版权问题。

IEC 61730-1ed 3.0标准进展

目前在CDV阶段，目前为止，收到来自各个国家近120个comments，工作组长Nancy介绍了标准的进展和正在讨论的议题，如下：

· 高温条件下组件需要按照IEC TS 63126进行评估，铭牌上标示适用T98温度水平，使用说明书中也要进行相应说明，并对相应组件安装条件和地理环境进行说明。目前，争论主要集中在说明书中如何描述，工作组有两个临时提案，方案一，针对T98为70摄氏度以下，规定最小安装高度，70度以上，参考IEC TS63126判断安装环境会导致T98落在哪个范围，主要是安装商来负责。方案二，组件制造商给出T98结果及对应安装条件和测试方法，安装商根据制造商的说明来判断选择哪个T98水平。两种方案都不太完美，还需要进一步讨论。例如方案一中的最小安装高度，如果在标准中写明可能并不能代表所有的安装情况，这会增加组件制造商的风险。方案二对组件制造商要求比较高。由于组件安装场景很多，所以工作组建议由各个国家来完善所在区域组件不同工作温度对应的地理限制，可以参考IEC TS 63126。

· 绝缘匹配，主要围绕封装材料的功能绝缘进行讨论。目前初步进展包括：将组件内部不同电势之间的绝缘由基础绝缘定义为功能绝缘，但相关电气距离要求不变；增加DTFI概念，即功能绝缘穿过距离，这主要针对在上层和下层封装材料一致时的情况，没有实际意义，只是为了更清楚的理解；当空气间隙建议值大于DTFI或者内部爬电距离时，内部电气间隙最低可以降到后者，但是要通过MST57脉冲电压测试和绝缘测试。下表中有目前建议的功能绝缘电气距离和DTFI距离。

· 针对双面组件，如何区分正反面，特别是组件在数值安装时，这将决定组件前后面板按照什么标准进行评估，例如IEC 62788-2-1里的UV测试辐照量。目前认为，如果面板接触到的阳光直射辐照度小于300W/M2，则认为是背板。另外，在选取电气零部件时，安全因子变更为1.25 x ISC BSI 或者1.25 x aBSI /ISC。

IEC 61730-2 ed3.0

目前在CDV阶段，工作组目前主要讨论内容如下：

· B序列是否分成正面和背面两个测试序列，若分成两个并行序列，和原有序列相比，单块组件的UV测试量减少一半。根据与会专家的讨论，B序列中的UV测试量远小于IEC 62788中测试量，所以是否分成两列区别不大。

· 哪些测试可以用代表性样品，计划准备一个附录进行说明。关于脉冲测试，从安全测试的角度来说目前建议用全尺寸组件，但是对超大组件，设备可能满足不了要求。

· 反向过电流测试主要讨论如何监控温度，包括利用红外相机时温度监控位置，是否在垂直位置监控

· 验证内部功能绝缘安全距离的测试电压，需要等61730-1关于内部电气距离讨论有结果后才能最终决定

IEC TS 63126

该标准是关于高温情况下如何评价组件和材料的表现，2020年作为技术规范发布。根据标准，全球大部分地区的屋顶电站在采用如下图中安装方式时，T98温度会超过70度，IEC 61215/730里的测试需要加严条件参考IEC TS 63126的说明重新评估。

IEC TS 63126发布以后已经被IEC 61215引用，新版IEC 61730，以及材料标准IEC 62788系列也将引用，为了契合这些标准的应用需求和变化，现在急需对现有版本做修订和补充。根据工作组Michael Kempe的介绍，下一步工作方向如下：

· 测试参数的调整，例如EVA，背板参考最新版本的标准

· 重新检查标准条款，确保可行性，例如现有标准中有给出T98全球分布地图，但相对比较简单，如果细化到具体位置则相当复杂。另外，考虑组件工作温度影响因素很多，包括阵列大小，组件和屋顶之间的空气间隙，屋顶特征和空气流动，组件之间的间隙大小，安装结构，组件尺寸成分等，所以工作组计划建立评估方法，根据系统的设计来模拟出相应的T98温度，Sandia模型在解决这个问题上还不够完美，这个工作难度很大，但是考虑各家安装方式和组件成分相似性比较大，可以相对简化处理。

· 高温涉及产品和系统的安全，如果作为系统标准，将放到WG3中进行讨论。

IEC TS 62915光伏组件重测导则

工作组长Itai介绍了重测导则主要变化：

· 晶硅和薄膜整合在一起

· 通过表格形式整理了单一变更及对应重测项目

· 在已认证基础上，当一种或多种变更发生时，如何考虑组合测试参考下表，该表还在讨论中

· UL62915也在准备中，并和IEC TS 62915同步协调

· 计划将目前的草稿作为CD版本提交，收集国家反馈

与上一版本重测导则相比，变更细节描述更加清楚，但是也有专家表示，有些变更实际认证时需要做相应工程判断，如果标准写的非常细节可能会因为考虑不周而增加不必要的测试。关于变更组合搭配测试，考虑的因素比较多，工作组目前分成了几个小组分别讨论，这块完成的周期可能会比较长，所以秘书处建议将该部分作为补充版本，先发布单一变更的重测导则。

IEC 62804 PID测试

-1是关于晶硅组件的PID测试，计划补充极化测试和极化恢复测试，目前PID极化现象在多种电池中都有发现，包括PERC和Topcon, 工作组提供了极化测试方法示意图，如下：

-2是关于薄膜组件的PID测试，目前已提交DTS

IEC TS 63342 LETID测试

Light and elevated temperature induced degradation (LETID) test for c-Si Photovoltaic (PV) modules:Detection

目前是CD阶段，还在整理各个国家的comments. 从已经收集到的comments来看，主要反馈如下：

· 与电池LETID IEC 63202-4测试条件统一，鉴于电池和组件的出发点不同，两者测试条件上差异比较大，电池的测试条件LETID变化速率会很快，这符合产线快速发现问题的需求。电池在生产过程中的质量控制，出货检都需要快速发现问题，只需要知道有没有达到衰减要求就可以了。而组件的测试电流偏小，这样LETID变化速率较慢，方便发现组件的LETID变化过程，这样可以更好的预判对后期发电量的影响。

· 与IEC 61215合并，工作组认为还是先已单独标准发布，后期再考虑整合。

IEC 62759-1包装运输测试

目前CDV阶段，已经收集到60个反馈，其中技术反馈24项，和上一版本相比，主要技术变化如下：

· 随机振动频率最低值从1HZ变为5HZ

· 增加重测导则，如下

组件功率测试标准

IEC 60904-1-2: 双面光伏器件电流-电压特性测量

目前在召集工作组进行修订，修订内容计划包括：

· 不同辐照度下的双面系数

· 电性参数部分和IEC 61215/730统一

· 更低的等效光强

具体的提议会在接下来的工作组会议上提出来

IEC 60904-2 标准光伏器件要求

当前标准中的校准办法限制的比较死，与实际应用不符，增加了应用成本，所以工作组提出以下变更方向：

· 基准值除了参考短路电流，也可以溯源到最大功率

· 删除标准器件温度系数，光谱响应和线性度强制测量要求，根据实际应用条件选择是否测量。例如用作产线STC测量的标板通常不需要考虑线性度；用作61853-1电性参数矩阵测试的标板涉及温度和辐照度跨度区间比较大，则需要考虑温度系数和线性度；如果标准器件和待测器件之间光谱响应存在明显差异，还需要考虑光谱响应测试及修正，该响应差异通常来自于不同的电池，封装材料，玻璃镀膜，背板反射等。

· 并联电阻在短路时压降限值由Voc的3%提高到20%

· 增加对参考器件的溯源要求，特别是不确定度，重复性，实验室间比对结果等。

IEC 60904-8/AMD1 光伏器件的光谱响应测试

当前处于CD阶段，主要变化如下：

· 修改偏置光条件下的光谱响应公式

· 适用范围增加双面光伏器件

· 允许LED光源的使用，包括偏置光和单色光

IEC 61853-2 Photovoltaic (PV) module performance testing and energy rating

Part 2: Spectral responsivity, incidence angle and module operating temperature

measurements

工

另外，关于角度效应测试，过去一段时间收集了一下测试数据，基于这些数据相应测试流程会做进一步修改。

新提案

VIPV (Vehicle Integrated Photovoltaics) / Measurement of curved PV devices

关于汽车用光伏器件的相关标准制定，目前成立了PT600工作组，JET牵头，目的是要研究如何评估VIPV系统的能量输出。和传统电站相比，VIPV是移动光伏，面临的光学环境比较复杂，不仅光的入射来自多个维度，还随时可能面临遮挡问题，前者还是可以预估的，但是遮挡情况则相当复杂，车辆在行进过程中，还是动态遮盖场景，这很容易导致VIPV的能效不稳定。所以，想准确评估VIPV的能量输出，工作难度还是相当大的。下面是工作组的工作规划。

根据该规划，首先需要解决曲面组件的IV测试问题，此次工作组也介绍了曲面组件的测试方法，并开展了两条路线的比对测试，分别是室内和室外。室内测试比对目的是评估IV测试结果的再现性，室外比对更多是研究性质。针对室内测试方法，与会专家进行了热烈的讨论，包括入射光线中心位置，测试过程是否旋转组件，参考电池位置，光强空间均匀性要求。工作组计划最终输出3份技术规范和1份报告，如下，其中报告模板由中国负责。但是TC82组委会建议将四份整合为1份，有些内容可以当做附件。

光伏零部件及材料标准最新进展

光伏系统用交、直流连接器

来自Stäubli的Guido 介绍了光伏系统直流侧和交流侧连接器的标准情况。

考虑到部分光伏交流侧连接器设计时只采用IEC61984和IEC61535等传统标准，没有考虑到光伏系统应用的复杂环境应力，IEC计划开发500V a.c.系统电压及以下的交流侧连接器标准，计划在2021年11月中旬完成标准初稿。

TÜV 南德早在2013年就开发了光伏系统交流侧连接器（AC Connector）的标准PPP 59015，该标准综合考虑了IEC61984，IEC61535以及光伏的复杂环境应力要求。

考虑到直流侧光伏连接器（DC Connector）现行标准IEC62852 AMD1存在的诸多问题，IEC计划修订此标准，修订内容包括但不限于：

· 基于IEC TR 63225和一些光伏系统设计标准如IEC 62548的要求，并考虑实际使用的复杂性和危险性，拟规定不同厂家的连接器不允许互插；

· 对一些标准的术语进行规定，如：互锁连接器、固定安装、外壳、外壳内部等；

· 技术文档的要求，如警告标识的使用；

· 考虑现行标准的描述不够清晰，需要对光伏直流侧连接器涉及的污染等级、绝缘配合、爬电距离、电气间隙等要求进行详尽的描述；

· 对高海拔应用的脉冲测试电压进行修正；

· 评估材料等级的相对漏电起痕指数测试(CTI)时，需要从低电压开始测试到高电压，具体参见IEC60112:2020的要求;

· 可能考虑水面光伏、铝导线、超越低电压系统、盐雾、氨气等新应用场景的连接器设计要求；

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.1/AMD1修正案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

聚合物前板和背板作为太阳能光伏组件的关键零部件，其安全性能一直备受关注。IEC 62788-2-1是关于组件用前板和背板的安全性能要求，该标准结合了IEC TS 62788-2，IEC TS 62788-7-2，IEC TS 62915等标准，聚合物前板和后板必须符合该标准的要求，光伏组件才能通过IEC 61730的设计要求。TÜV 南德一直积极参与IEC 62788-2-1标准的制定，来自Endurans Solar的Peter Pasmans作为背板组组长针对前段时间密集开会讨论的CDV及Pre-FDIS版本收集到的问题做了一个总结，主要针对环境加速老化测试、耐热测试、热失效保护测试（Thermal failsafe test）做了阐述，并明确了一些基本测试的详细要求。讨论组计划在今年年底完成CDV版本及Pre-FDIS版本所有修改意见的讨论并形成FDIS版本提交IEC组委会。

IEC 62788-2-1 Ed. 1和IEC TS 62788-2 Ed. 2开发流程

本次秋季会议对与IEC 62788-2系列标准主要强调了如下内容：

· IEC 62788-2-1标准里讨论的测试方法将会直接转移到IEC TS 62788-2的最新版本中，例如TÜV 南德和中来股份（Jolywood）向IEC组委会提交了针对涂层功能性的热性能评估方案。该方案包含了电学性能和力学柔韧性（flexibility）测试，电学性能将采用直流击穿测试；力学柔韧性（flexibility）将采用杯突测试（Cupping test），目前已经评估了一轮不同厚度的Coating的TI测试情况。

· 直流击穿测试（DC breakdown test）考虑到有效绝缘层的实际情况，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：

· UV老化测试（UV weathering test）是相对于CDV版本变化最大的地方：背板内层将要求UV4000小时的老化测试，测试结构为添加隔离层的封装结构，可能的结构为：G/E/(trm)/E/BS（TÜV 南德认为该结构不能完全评估出背板可靠性，特别对于低强度高断裂伸长率的背板，更科学的结构为：G/E/E/(trm)/BS，Peter欢迎给出更多建议并进行组内讨论）。

· 高温应用组件对背板的要求将参考IEC TS 63126的测试要求，并讨论在A4或A5（IEC TS 62788-7-2）测试条件下是否老化时间参考IEC 62788-2-1来满足T98 > 70°C的使用条件。

· 热失效保护测试（Thermal failsafe test）：

明确了该测试是为了防止单层材料在热应力之后由于伸率的降低造成开裂；是对传统TI/RTE （RTI）测试只评估单一方向拉伸强度的补充。测试条件和判定要求为：背板预处理之后，120℃的条件下老化2000小时。判定要求：MD/TD 方向老化后断裂伸长率（EaB）绝对值≥25%。

· 进一步将会讨论：新材料基于IEC 60216-2的耐热性测试要求；UV测试要求与IEC TS 63126测试要求的一致性；IEC 62788-2 将参考IEC 62788-7-3 耐磨测试要求增加一个附件；背板标准里定义的“相似材料”与IEC 62915 重测导则一致性的问题。

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

IEC 62788-1-1标准的开发基于一系列IEC 62788-1标准，参考测试标准基本已经开发完成。IEC 62788-1-1作为封装材料的测试标准会在下一个版本的IEC 61215标准中被引用，David Miller博士带领的项目组将会集中精力优先开发市场急需的标准。

IEC 62788-1-1 Ed. 1开发流程

IEC 62788-1-1 Ed. 1聚合物封装材料的测试规范目前有如下更新：

· 经过多次线上讨论形成了封装胶膜的通用特性、测试数据、生产过程控制、老化、失效分析等的测试要求的汇总表。

· 粘接力对封装至关重要，粘接力的失效可能会导致安全问题，其他性能将主要关注：光学、机械、化学性能。IEC专门开发针对粘接力的测试标准IEC TS 62788‐6‐3，目前该标准处于CD2阶段后续会就该标准进行投票。

· IEC TS 63209-2 中也将会要求封装胶膜的粘接测试。

· 180°剥离测试（ISO 8510-2）是封装胶膜标准中关于粘接力测试的通用方法，项目组开发的SCB测试方法在粘接测试中为可选方法，但是无论180°剥离测试或SCB测试都需要更多的比对测试，标准中更新了对不同界面进行测试的要求，分别包括：（a）背板 / 胶膜，（b）胶膜 / 玻璃，（c）胶膜 / 电池片以及（d）胶膜-1 / 胶膜-2。

· 180°剥离测试的拉伸速度确定为50mm/min，在剥离测试完成后需要分析测试图谱和测试样品，确定失效模式，若测试图谱出现不同的剥离数据平台，需要确定哪个平台数据和封装材料失效有关，老化测试后也需要确认是否由于背板的失效而造成剥离测试的失败。

· 加速老化测试后粘接力的保持对封装材料来说至关重要，样品性能受样品初始性能、调节环境、水汽侵蚀、UV降解等因素的影响，针对粘接力的老化测试序列如下：

· 光学耐久性的样品要求结构为：Glass/encapsulant/Glass，目前玻璃建议为石英玻璃，之前小组会议也讨论过使用光伏玻璃的可能性，但需要更多的实验室比对。UV老化测试默认要求是IEC 62788‐7‐2 A3序列测试2000h或4000h，会考虑更高温度的UV条件来匹配IEC TS 63126对胶膜的要求。

封装胶膜UCF表格（IEC 62788-1-1）

封装胶膜关键特性最低测试要求（IEC 62788-1-1）

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，目前已经进行了一轮体积电阻率、接触电阻、剪切强度的循环对比测试，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通用性能和安全性有决定性的影响。

IEC TS 62788-8-1 Ed. 1开发流程

阿特斯对包括TÜV 南德在内的6家实验室的数据进行了详细的分析，对各实验室测试结果进行柯克伦检验（Cochran’s test），并采用格布拉斯检验（Grubbs’ test）判断一组数据中最大值或最小值是否为离群值。

体积电阻率：

· 本轮体积电阻率测试在6个实验室进行，2个水平（不同导电粒子含量的导电胶），每个实验室重复测试10次，各个实验室制样方法调整后最终数据处理过程中无异常值剔除。

· 针对测试过中实验室反应的问题，标准草案将做如下修改：

1. 制样过程保证样品厚薄均匀，不引入气泡，匀速缓慢刮平样品，槽中的有富余的ECA；

2. 刮板边缘光滑，避免表面凹凸不平，对刮板边缘进行定义；

3. 将定义体积电阻测试的按压力，较少压力带来的误差。

接触电阻：

· 接触电阻测试在6个实验室进行，2个水平（不同导电粒子含量的导电胶），每个实验室重复测试10次，剔除实验室2部分数据（负值，可能是制样操作误差引入）和实验室6全部数据（库克伦检验2个水平均超出临界值）。

· 针对测试过中实验室反应的问题，标准草案将做如下修改：

1. 制样过程保证样品厚薄均匀，不引入气泡，匀速缓慢刮平样品，槽中的有富余的ECA；

2. 解释说明负值的原因，主要由制样过程引起。

根据简化的二极管模型模拟电阻增加对组件功率的影响，接触电阻的影响大于体积电阻，但两者5倍以内的变化均不足以引起1%的组件功率增加。

剪切强度：

· 本轮剪切强度测试在6个实验室进行，2个水平（不同导电粒子含量的导电胶），每个实验室重复测试10次，无异常值和异常实验室剔除，高低水平样品波动差异较小。

· 参会专家提出剪切强度样品的制样也需要由各个实验室独立完成，但剪切样品的制样需要专用特殊设备，大部分实验室并不满足制样条件，后续会在在标准中加入更为详细的制样要求。

接下来讨论组计划与NERL进行第二轮循环比对测试，结合循环比对中发现的问题进行CD稿修改，年底完成CD稿的提交。

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