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直面TOPCon技术挑战:来自一线的深度洞察

来源:PV光圈见闻 发布时间:2025-12-10 09:25:02
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由于TOPCon等技术确实存在质量与耐用性问题的风险,组件买家应尽可能向制造商施压,要求其确保质量,Kiwa PI Berlin的Steven Xuereb表示。

随着太阳能行业坚持不懈地向更高效率和更低成本的目标迈进,TOPCon技术已成为下一代光伏组件的领跑者。然而,在技术快速普及的同时,其也带来了一系列挑战,尤其是在性能和可靠性方面。

其中部分问题将在PV ModuleTech欧洲大会所设的TOPCon技术专题论坛中展开深入探讨。在此之前,PV Tech采访了论坛嘉宾之一——Kiwa PI Berlin执行董事Steven Xuereb。Kiwa PI Berlin是一家领先的太阳能组件测试与质量保证服务提供商。

核心挑战:紫外线衰减问题成为焦点  

近年来,TOPCon技术已占据显著市场份额,但其发展历程也伴随着阵痛。Xuereb指出了随着TOPCon技术凸显的最紧迫问题之一——紫外线诱导衰减(UVID)。

“与PERC等前一代技术相比,TOPCon电池对紫外线衰减更为敏感,这是一个事实,”他解释道。这种敏感性在过去两年已成为行业讨论的焦点,各方正协同攻关以破解这一问题。“组件制造商一直在持续努力应对这个问题,力求降低我们在实验室中观测到的、电池在紫外线照射后的衰减幅度。”

Xuereb进一步阐述,该问题的复杂性之一在于TOPCon电池所谓的“亚稳态特性”——即在暗态储存时会发生衰减,而重新暴露于光照环境下又能恢复性能。“我们观察到,将组件重新暴露在光照环境中可以实现1%-2%的性能恢复,因此,全面理解应如何测试TOPCon组件性能,是我们必须厘清的关键环节之一。”

尽管紫外线衰减是主要关切点,但诸如玻璃破碎等机械可靠性问题同样构成重大挑战。Xuereb指出,许多现代设计中采用的超薄型热处理玻璃已导致问题显现,特别是在冰雹等极端天气频发的地区。

“在美国,受冰雹灾害高风险的影响,采用薄玻璃的组件正逐渐被保险公司拒保,”这一现状促使制造商开始研发加厚玻璃款的防冰雹组件,但这同时也带来了额外的成本与物流挑战。不过,Xuereb强调,相较于具有普遍性的紫外线衰减挑战,这类机械性问题并非TOPCon组件所独有,它们更多与具体的组件设计相关。

对实际性能与使用寿命的影响

虽然实验室测试已暴露出TOPCon组件的性能短板,但这些问题的实际影响仍处于评估阶段。Xuereb指出,从有限的现场数据中得出定论,并将可能发生的TOPCon特有性能问题与其他类型的衰减区分开来,这两项工作都存在挑战。

"当现场确实出现疑似性能问题时,通常是多种因素共同作用的结果,因此,当运营商担心电站性能并怀疑可能与组件有关时,我们在调查中可以通过电致发光检测手段,观察到某种紫外线衰减的特征模式,这种模式与其他类型的衰减有相似之处。"

这种模式表现为明暗电池片交替出现的"棋盘格图案","这可能是紫外线衰减的迹象,但也可能存在其他类型的衰减导致了运营商监测到的性能下降。因此,如何厘清这些逐渐显现的现场数据一直是难点。"

Xuereb援引了Fraunhofer ISE等机构的研究,这些研究已启动实验室衰减数据与现场测试性能损失的关联分析。但他强调,现有数据并未表明行业正面临普遍危机:"确实存在一定程度的衰减,但我们并未看到行业出现大量运营商声称的、首年衰减达5%的危机局面。我们没有听到这类反馈。这是因为运营商不愿公开这类声明,还是因为现场并未真正发生这种情况?"

当前的测试与质量保证协议是否足够?

Xuereb表示,当前的测试标准难以跟上光伏行业技术变革的步伐。图片来源:Kiwa PI Berlin。

虽然这一问题的答案尚无定论,但Xuereb指出,有一点是确定的:现行的紫外线测试标准已显不足。简而言之,挑战在于新型光伏技术涌现并进入主流应用的速度已超过行业标准更新的步伐。

就紫外线测试而言,Xuereb透露,国际电工委员会(IEC)目前正在修订相关标准,旨在使其贴合TOPCon组件的实际特性。"针对紫外线测试规程的技术规范修订工作,已成立专项工作组推进,"他提到。尽管该工作组尚未完成全部工作,但Xuereb表示,已有草案在业内流传,其中明确了多项参数标准,包括测试中应采用的紫外线辐照剂量、为确保结果准确性需在测试前后实施的稳定化处理程序,以及组件正面与背面所需的不同测试等级等。

不过,Xuereb普遍认同国际标准滞后于新技术发展的现状,这主要源于国际利益相关方群体多元、诉求各异,达成共识需经历现实层面的复杂协调过程。

在此期间,Kiwa PI Berlin及其他检测机构正在调整测试方案,以应对TOPCon技术的特有挑战。Xuereb表示,Kiwa集团旗下PI Berlin的姊妹实验室PVEL已增加稳定化处理步骤,以应对TOPCon电池的亚稳态特性(如前所述,其在暗态储存中可能衰减,光照下又能恢复)。

但他也承认,部分测试(如紫外线诱导衰减测试)需耗费较长时间,这一特性使其并非总能适配部署前的质量核查。“完整的紫外线诱导衰减测试可能长达30天,这对于需要快速批准生产批次的情况构成了挑战,”他指出。

追求最优品质

除了测试环节,对于Kiwa PI Berlin这类技术顾问机构而言,另一大挑战在于如何说服对成本极为敏感的光伏行业,为争取最佳品质而投入更多时间与资金。"问题在于需要同时说服制造商和买家:这些测试是必要且必需的。谁愿意为此付费?谁又愿意为此等待?"Xuereb坦言。

同样的情况也适用于最终投入使用的组件物料清单(BOM)。"进行测试是一回事,确保量产组件持续采用相同物料清单是另一回事。由于买家不愿承担相关成本,制造商往往也不愿对此做出承诺。"

当然,市场并非全然如此。Xuereb指出,通常,大型开发商和投资方更愿意投入额外资源以最大限度管控组件潜在风险。但市场上仍有相当部分参与者并非如此。

"大多数投资方和项目开发商都会严控可能推高成本或延长工期的要求,因为他们还需考量众多其他财务指标,"Xuereb解释道。出于对项目经济可行性与时间节点的顾虑,他们往往不愿向制造商强推物料清单要求。

"因此,我们仍有大量客户或潜在客户表示:只需符合标准即可,既不愿多付一分钱,也不愿多等一个月。他们需要立即拿到组件,只要满足最低要求就会接收。"这种成本与质量间的拉锯战在光伏行业并非新鲜事。光伏行业通过技术创新持续降本,这种能力使光伏跻身最具成本效益的能源形式之列,但也同时面临新的可靠性与性能问题。

"自21世纪初踏入光伏行业以来,我们不断重复遭遇相似的问题——虽不一定是错误,但每次技术迭代都会经历相同步骤。每当完全掌握某项技术时,变革又会再次来临。"Xuereb感慨道,"无论成本降到多低,市场永远要求更低。我期望行业能在变革前维持更长时间的稳定,但商业运行的逻辑往往并非如此。"

面对现实,Xuereb对开发商和投资者的建议是:尽最大可能利用现有资源进行风险管控。投资质量,要求透明度,持续关注测试与材料的最新进展。"我始终建议客户主动索取——要求组件制造商提供额外测试报告,要求其对物料清单做出承诺。当你坚持这些要求时,往往会惊讶于他们的配合程度,因为制造商同样面临激烈竞争。其实买方拥有议价能力,只是不少人误以为自己没有。"

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202512/10/50014295.html

责任编辑:wanqin

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