光伏組件氙燈老化測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)踐行與可靠性保障

光伏組件作為太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的核心能量轉(zhuǎn)換單元，需長(zhǎng)期暴露在戶外自然環(huán)境中，承受陽(yáng)光輻照、溫度變化、風(fēng)雨侵蝕等多重老化應(yīng)力，易出現(xiàn)組件發(fā)黃、封裝材料老化、功率衰減等問(wèn)題，直接影響發(fā)電效率與使用壽命。氙燈老化測(cè)試作為模擬戶外光老化環(huán)境的核心手段，能精準(zhǔn)復(fù)刻陽(yáng)光中紫外線、可見(jiàn)光等輻照特性，提前評(píng)估組件的耐老化性能。GB/T 18911-2013《地面用晶體硅光伏組件 設(shè)計(jì)鑒定和定型》作為光伏組件可靠性測(cè)試的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，明確了氙燈老化測(cè)試的技術(shù)要求與實(shí)施規(guī)范，為組件研發(fā)定型、量產(chǎn)質(zhì)控提供了系統(tǒng)化依據(jù)。本文將結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求，全面解析光伏組件氙燈老化測(cè)試的實(shí)踐路徑與核心價(jià)值。

一、標(biāo)準(zhǔn)核心定位：適用范圍與測(cè)試價(jià)值

GB/T 18911-2013適用于地面用晶體硅光伏組件的設(shè)計(jì)鑒定、定型試驗(yàn)及批量生產(chǎn)一致性檢驗(yàn)，其中氙燈老化測(cè)試（含光老化、光熱老化等工況）是評(píng)估組件長(zhǎng)期耐候性的關(guān)鍵項(xiàng)目。該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)規(guī)范氙燈輻照參數(shù)、試驗(yàn)環(huán)境、考核指標(biāo)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏組件在自然老化環(huán)境下性能衰減規(guī)律的科學(xué)模擬，為組件使用壽命評(píng)估（通常要求25年）提供核心數(shù)據(jù)支撐。

測(cè)試的核心價(jià)值體現(xiàn)在三個(gè)維度：其一，提前暴露老化缺陷，通過(guò)模擬加速老化環(huán)境，快速識(shí)別組件封裝材料（EVA、背板）、鋼化玻璃、接線盒等部件的耐老化短板，避免戶外長(zhǎng)期服役后出現(xiàn)封裝失效、功率驟降等問(wèn)題；其二，支撐產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)，測(cè)試數(shù)據(jù)可反向指導(dǎo)材料選型，如選用耐紫外老化EVA、高抗候背板材料等，提升組件環(huán)境適應(yīng)性；其三，規(guī)范行業(yè)質(zhì)量秩序，統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)明確了組件耐老化性能底線，助力篩選優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，保障光伏電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定收益。

二、測(cè)試核心要素：參數(shù)設(shè)定與基礎(chǔ)要求

結(jié)合光伏組件戶外服役特性及GB/T 18911-2013標(biāo)準(zhǔn)要求，氙燈老化測(cè)試需精準(zhǔn)設(shè)定核心參數(shù)，確保測(cè)試結(jié)果能真實(shí)反映組件自然老化規(guī)律。

（一）基礎(chǔ)試驗(yàn)條件

1.  樣品狀態(tài)：選取完整裝配的晶體硅光伏組件成品，樣品數(shù)量不少于3塊（同規(guī)格同批次），進(jìn)行唯一性編號(hào)。試驗(yàn)前需完成全面預(yù)檢：外觀檢查確認(rèn)組件無(wú)裂紋、脫層、劃傷等缺陷；性能檢測(cè)包括標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件（STC）下的開(kāi)路電壓、短路電流、最大功率、填充因子等核心電性能參數(shù)，同時(shí)記錄組件封裝材料型號(hào)、厚度等信息。

2.  設(shè)備要求：測(cè)試需在氙燈老化試驗(yàn)箱中開(kāi)展，設(shè)備需滿足以下要求：氙燈光譜需匹配AM1.5G太陽(yáng)光譜（300nm~1100nm波段匹配度≥85%）；輻照強(qiáng)度可調(diào)節(jié)范圍500W/m2~1000W/m2，控制精度±50W/m2；具備溫度、濕度精準(zhǔn)控制功能，溫度范圍-40℃~85℃，濕度范圍10%~95%，確保能模擬不同氣候區(qū)域的環(huán)境條件。

（二）核心測(cè)試參數(shù)

依據(jù)GB/T 18911-2013標(biāo)準(zhǔn)及光伏組件應(yīng)用場(chǎng)景，常用測(cè)試參數(shù)組合如下：

1. 輻照條件：標(biāo)準(zhǔn)輻照強(qiáng)度設(shè)定為800W/m2±50W/m2，總輻照劑量根據(jù)測(cè)試目的調(diào)整——常規(guī)定型測(cè)試為60kWh/m2（模擬約2年戶外老化），長(zhǎng)期可靠性驗(yàn)證可提升至200kWh/m2（模擬約7年戶外老化）。

2. 溫濕度工況：光老化工況設(shè)定為環(huán)境溫度65℃±3℃、相對(duì)濕度30%±5%；光熱老化循環(huán)工況為“輻照階段（65℃、30%RH，8h）+ 黑暗階段（30℃、85%RH，4h）”，循環(huán)次數(shù)不少于50次。

3. 樣品放置：組件按實(shí)際安裝角度（通常30°~45°）固定于試驗(yàn)箱內(nèi)，確保輻照均勻覆蓋組件受光面；組件間距≥10cm，避免相互遮擋影響輻照效果。

4. 輔助要求：試驗(yàn)過(guò)程中需定期更換氙燈濾光片，確保光譜穩(wěn)定性；每100kWh/m2輻照劑量后，對(duì)組件表面進(jìn)行清潔，模擬戶外雨水沖刷效果。

三、全流程實(shí)施規(guī)范：從準(zhǔn)備到結(jié)果判定

嚴(yán)格遵循GB/T 18911-2013標(biāo)準(zhǔn)要求，光伏組件氙燈老化測(cè)試需按“試驗(yàn)前準(zhǔn)備—試驗(yàn)過(guò)程管控—試驗(yàn)后檢測(cè)與判定”全流程規(guī)范實(shí)施，確保測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可追溯。

（一）試驗(yàn)前準(zhǔn)備

1. 樣品預(yù)處理：將編號(hào)后的組件置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（25℃±2℃、濕度50%±10%）中靜置24h，消除運(yùn)輸與存儲(chǔ)過(guò)程中的環(huán)境應(yīng)力，確保初始狀態(tài)穩(wěn)定。

2. 初始參數(shù)記錄：詳細(xì)記錄組件外觀狀態(tài)（拍照留存）、STC下的電性能參數(shù)、封裝材料粘結(jié)強(qiáng)度等核心指標(biāo)；采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試組件透光率，作為后續(xù)對(duì)比基準(zhǔn)。

3. 設(shè)備調(diào)試：?jiǎn)?dòng)氙燈老化試驗(yàn)箱，調(diào)試輻照強(qiáng)度、溫度、濕度至設(shè)定值并穩(wěn)定30min；使用標(biāo)準(zhǔn)輻照計(jì)校準(zhǔn)組件受光面輻照均勻性，確保偏差≤±5%。

（二）試驗(yàn)過(guò)程管控

1. 樣品啟動(dòng)與運(yùn)行：將預(yù)處理后的組件按要求固定于試驗(yàn)箱內(nèi)，開(kāi)啟輻照、溫濕度控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄輻照劑量、環(huán)境溫濕度及組件表面溫度。

2. 過(guò)程監(jiān)測(cè)與巡檢：每24h記錄一次輻照累計(jì)劑量與環(huán)境參數(shù)；每50kWh/m2輻照劑量后，暫停試驗(yàn)對(duì)組件進(jìn)行外觀檢查，重點(diǎn)排查是否出現(xiàn)發(fā)黃、脫層、裂紋等缺陷；每周測(cè)試一次組件電性能，跟蹤功率衰減趨勢(shì)。

3. 異常處理：若出現(xiàn)氙燈光譜漂移、溫濕度失控等設(shè)備故障，立即停止試驗(yàn)，記錄故障節(jié)點(diǎn)與累計(jì)輻照劑量，待設(shè)備校準(zhǔn)修復(fù)后重新啟動(dòng)；若組件出現(xiàn)嚴(yán)重脫層、功率驟降（單次衰減＞5%），需記錄異常現(xiàn)象并分析老化機(jī)理。

（三）試驗(yàn)后檢測(cè)與判定

1. 樣品恢復(fù)：達(dá)到設(shè)定總輻照劑量后，停止試驗(yàn)，將組件轉(zhuǎn)移至標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中靜置24h，消除老化應(yīng)力。

2. 全面復(fù)檢：重復(fù)試驗(yàn)前的檢測(cè)項(xiàng)目，重點(diǎn)核查：外觀是否存在明顯老化缺陷（發(fā)黃、脫層、背板開(kāi)裂等）；STC下最大功率衰減率；封裝材料粘結(jié)強(qiáng)度（需≥1.5MPa）；組件透光率變化；電氣安全性能（如絕緣電阻、耐壓性能）。

3. 合格判定：依據(jù)GB/T 18911-2013標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品技術(shù)要求，滿足以下條件即為合格：最大功率衰減率≤5%（總輻照劑量60kWh/m2）；無(wú)明顯外觀老化缺陷；封裝材料粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)；電氣安全性能符合GB/T 20047.1-2019要求。

四、典型失效模式與防控策略

結(jié)合行業(yè)測(cè)試實(shí)踐與GB/T 18911-2013標(biāo)準(zhǔn)要求，光伏組件在氙燈老化測(cè)試中常見(jiàn)失效模式及防控策略如下：

1. 組件發(fā)黃與透光率下降：源于EVA封裝材料耐紫外老化性能不足。防控需選用高交聯(lián)度、添加抗紫外穩(wěn)定劑的EVA材料；優(yōu)化組件封裝工藝，確保EVA充分交聯(lián)。

2. 背板開(kāi)裂與脫層：因背板材料抗老化性能差或粘結(jié)工藝缺陷導(dǎo)致。需選用PVDF、TPT等耐候性優(yōu)異的背板材料；嚴(yán)格控制封裝溫度與壓力，提升背板與EVA的粘結(jié)可靠性。

3. 功率衰減超標(biāo)：由電池片光致衰減、柵線腐蝕或封裝材料老化導(dǎo)致。防控需選用低光衰電池片；優(yōu)化電池片表面鈍化工藝；提升組件密封性能，防止水汽侵入。

4. 接線盒老化失效：表現(xiàn)為密封膠開(kāi)裂、端子腐蝕。需選用耐老化密封膠與金屬端子；優(yōu)化接線盒安裝工藝，確保密封嚴(yán)實(shí)。

五、行業(yè)實(shí)踐價(jià)值與發(fā)展意義

在光伏產(chǎn)業(yè)向高效化、長(zhǎng)壽化發(fā)展的背景下，GB/T 18911-2013標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)的氙燈老化測(cè)試已成為組件質(zhì)量管控的核心環(huán)節(jié)。在量產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過(guò)多批次抽樣測(cè)試，可有效識(shí)別材料選型不當(dāng)、封裝工藝缺陷等批量質(zhì)量問(wèn)題，將戶外老化相關(guān)故障發(fā)生率控制在0.3%以下；在研發(fā)環(huán)節(jié)，測(cè)試數(shù)據(jù)可反向指導(dǎo)高效抗老化組件研發(fā)，如雙玻組件、無(wú)框組件的耐老化性能優(yōu)化，助力提升組件戶外服役壽命。

對(duì)行業(yè)而言，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程規(guī)范了市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻，推動(dòng)企業(yè)從“短期性能達(dá)標(biāo)”向“長(zhǎng)期可靠性保障”轉(zhuǎn)型，助力光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；對(duì)光伏電站投資方而言，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)考驗(yàn)的組件，意味著長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)電效率與更低的運(yùn)維成本，為電站收益提供核心保障。隨著光伏技術(shù)向鈣鈦礦、疊層組件等方向發(fā)展，組件結(jié)構(gòu)與材料體系不斷創(chuàng)新，對(duì)氙燈老化測(cè)試的精準(zhǔn)度與針對(duì)性要求進(jìn)一步提升，嚴(yán)格遵循GB/T 18911-2013標(biāo)準(zhǔn)并持續(xù)優(yōu)化測(cè)試方案，是企業(yè)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵舉措。

結(jié)語(yǔ)：GB/T 18911-2013為光伏組件氙燈老化測(cè)試提供了科學(xué)權(quán)威的技術(shù)遵循，其核心價(jià)值在于通過(guò)加速模擬戶外光老化環(huán)境，提前排查組件耐候性缺陷。從研發(fā)到量產(chǎn)，從參數(shù)設(shè)定到全流程管控，標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格落地不僅能提升組件質(zhì)量穩(wěn)定性，更能筑牢光伏電站長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。未來(lái)，隨著測(cè)試技術(shù)與智能化監(jiān)測(cè)手段的融合，氙燈老化測(cè)試將更精準(zhǔn)地匹配不同氣候區(qū)域的實(shí)際老化場(chǎng)景，為光伏產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供更堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。