隨著 TOPCon 技術市場份額的快速增長，對其可靠性評估需求迫切。盡管早期報告認為 TOPCon 比 PERC 更可靠，但該技術在光伏組件可靠性方面經驗不足，仍存在如 PID-p、腐蝕、UV 誘導降解等問題。「美能光伏」紫外老外試驗箱、動態載荷測試儀、溫濕度綜合環境箱等一系列可靠性檢測設備，可模擬外界的溫濕度、UV、載荷等環境因素，對TOPCon 光伏組件進行可靠性測試。

研究選擇了五種不同制造商的組件，進行了包括光穩定化、溫度系數測定、光譜響應、低光照行為、入射角修改器和能量評級等在內的電氣特性測試，以及加速老化測試。

五種TOPCon光伏組件封裝材料概述

TOPCon光伏組件的特定定制老化測試序列

老化測試：包括潛在誘導退化（PID）測試、光與高溫誘導退化（LeTID）測試、濕熱（DH）測試、紫外線（UV）老化和濕度凍結（HF）測試，以及定制的機械負載（ML）測試。

PID測試根據IEC 61215-MQT21進行，持續192小時，對每種組件類型的兩個組件分別施加正負電位。

LeTID測試根據IECTS 63342進行，持續2×162小時。

DH測試根據IEC 61215進行，持續2×1000小時，并在中間進行特性測試。UV老化測試使用UV-A熒光燈作為光源，進行60 kWh/m2的前側UV照射，然后進行十次濕度凍結循環，溫度在-40℃至+85°C之間變化，相對濕度為85%RH。機械負載測試包括靜態負載測試和循環負載測試，以及熱循環測試。TOPCon光伏組件性能與能源評級

TOPCon光伏組件效率值、PMPP與標簽值偏差、能量評級結果

研究中的TOPCon組件類型3的效率最高，為22.07%，而效率最低的組件類型為21.4%。這些效率值表明TOPCon技術在效率方面具有競爭力，與PERC技術相比具有優勢。性能與標稱值的偏差：大多數TOPCon光伏組件的初始性能測試結果低于標簽值，表明存在負偏差。這種偏差在光伏組件中是一個普遍現象，可能與制造公差、測試條件或行業標稱做法有關。

效率和功率輸出：揭示了TOPCon組件的效率范圍從21.4%到22.07%，表明TOPCon技術在效率方面具有競爭力。盡管存在負偏差，TOPCon組件的效率和功率輸出仍然優于傳統的PERC技術。

氣候對性能的影響：不同氣候條件下TOPCon組件的能量評級，表明氣候條件對組件的預期能量產出有顯著影響。溫帶沿海氣候下的能量評級最高，而亞熱帶干旱氣候下的能量評級最低，這可能與溫度、濕度、紫外線強度等因素有關。光致衰減和光與高溫誘導衰減

衰減程度：LID 和 LeTID 的影響都非常小。在 LeTID測試中，測量到的降解小于0.25%，處于測量重復性范圍內，因此無法確定其有顯著影響。與 PERC 技術對比：這顯示出TOPCon 組件在這方面相對于基于 PERC 技術的先前組件類型具有優勢，盡管需要指出的是，最新的 PERC 類型通常也因 LID 或 LeTID 而表現出非常小的降解。電位誘導衰減

TOPCon光伏組件PID測試后的PMPP退化情況

測試持續時間為192小時，對每種組件類型的兩個組件分別施加正負電位。

除組件類型5外，PID測試降解程度較小。部分TOPCon組件易受PID - p影響，與負電位觸發有關，總體上 TOPCon 組件對 PID 的敏感性和嚴重程度與 PERC 組件無明顯差異。濕熱測試

TOPCon光伏組件在DH測試后的PMPP退化情況

DH（85°C/85% RH）測試 1000 小時后，組件功率出現了不同程度的降解，最高可達- 2.6%。多數情況下，第二次 1000 小時的 DH 測試未導致進一步強烈降解，平均降解率為- 1.13%。

與 PERC 組件通常低于 1% 的功率降解相比，TOPCon 組件在DH老化測試中的功率降解略強，表明 TOPCon 技術在濕熱環境下的穩定性相對較弱，濕氣對其性能產生了較大影響。

DH1000 和 DH2000 后的EL圖像

在 DH 老化過程中，組件類型3的電池金屬化或連接器出現腐蝕現象，且在組件邊緣最為明顯，隨著DH老化時間增加，腐蝕程度加劇，表現為圖像中相應區域的變暗。這表明濕氣從組件邊緣進入內部，對電池金屬化或連接器產生腐蝕作用，驗證了濕氣侵入是導致組件老化和性能下降的重要因素。紫外老化測試

紫外線UV老化和HF測試后的PMPP

在紫外線老化過程中，組件表現出顯著的功率退化，某些情況下退化高達-12%。

經過隨后的濕度凍結測試后，組件的性能有所恢復，退化程度降低到大約-3%。

UV老化和隨后的恢復形成了一個“W模式”，這表明在UV老化期間組件性能顯著下降，而在HF測試期間性能又有所回升。

UV/HF測試后的電致發光（EL）圖像UV老化測試后的EL圖像顯示了TOPCon組件對UV輻射的敏感性，以及在隨后的HF測試中性能的部分恢復。

棋盤格模式的細胞變暗和邊緣腐蝕特征表明，退化可能與組件生產過程中的個體細胞敏感性或濕氣侵入有關。這些發現強調了對TOPCon組件進行UV和HF測試的重要性，以更好地理解這些組件在實際應用中的性能和退化行為。機械負載測試

TOPCon光伏組件在靜態機械負載測試

靜態載荷的測試結果光伏組件在靜態載荷測試后框架發生了彎曲，這表明組件在承受機械負載時，其結構完整性受到了影響。這種彎曲可能是由于所施加的靜態負載超過了組件框架所能承受的極限，導致框架發生形變。

在TOPCon組件的設計和制造過程中考慮機械穩定性，以確保組件能夠在實際應用中承受預期的機械負載。

對TOPCon光伏組件進行的一系列電氣特性和加速老化測試中，強調了組件穩定性測試的重要性。特別是，濕熱、紫外老化和機械負載測試揭示了TOPCon技術在實際應用中可能面臨的穩定性挑戰。美能溫濕度綜合環境試驗箱

原文出處：Comparison of Commercial TOPCon PV Modules in Accelerated Aging Tests*

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