光伏電池 第2部分：晶體硅光伏電池電致發(fā)光圖像 編制說明

1《光伏電池第2部分：晶體硅光伏電池電致發(fā)光圖像》征求意見稿編制說明根據(jù)《國家標準化管理委員會關(guān)于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準外文版計由隆基綠能科技股份有限公司、中國電子技術(shù)標準化研究院牽頭編寫，由全國太陽光伏能源系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會（SAC/TC90）負責技術(shù)歸口和管理。2、制定背景本標準等同采用國際標準IECTS63202-2:2021，標準性質(zhì)為推薦性國家標準，文件類型為指導(dǎo)性技術(shù)文件。隨著光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)不斷的追求降本增效，光伏硅片環(huán)節(jié)大型化、薄片化趨勢明確，電池片生產(chǎn)加工過程中更加容易產(chǎn)生碎片和隱裂。與此同時光伏組件環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量也面臨著愈加嚴苛的考驗。大尺寸組件近年越來越受行業(yè)歡迎，一躍成為行業(yè)主流產(chǎn)品。但大尺寸組件在尺寸更大的同時也帶來了更大的潛在風(fēng)險。其中，電池片的隱裂是影響其輸出功率的重要因素，尺寸越大的組件對電池片的質(zhì)量要求更高。因此，對于電池片缺陷的有效檢測便顯得尤為重要。目前國內(nèi)主流電池片內(nèi)部缺陷檢測方案為電致發(fā)光（EL）檢測方案，且在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用了十余年，但相關(guān)的標準一直處于缺失狀態(tài)。由于沒有統(tǒng)一的標準，行業(yè)內(nèi)各家單位采用的檢測方法不統(tǒng)一，這就導(dǎo)致了電池片電性能測試的不確定性，使得質(zhì)量良莠不齊的電池封裝至組件端，繼而引起組件功率的不穩(wěn)定，甚至阻礙行業(yè)的健康發(fā)展。為規(guī)范行業(yè)內(nèi)對光伏晶硅電池片EL測試的流程，為高質(zhì)量電池片的篩選提供保障，進而保證了組件輸出功率的優(yōu)良，隆基綠能科技股份有限公司和中國電子技術(shù)標準化研究院特提請《光伏電池第2部分：晶體硅光伏電池電致發(fā)光圖像》IEC標準的轉(zhuǎn)化工作。3、主要工作過程2023年12月28日，《國家標準化管理委員會關(guān)于下達2023年第四批推薦性國家標準計劃及相關(guān)標準外文版計劃的通知》標準制定計劃正式下達。2024年1月，成立了以隆基綠能科技股份有限公司和中國電子技術(shù)標準化研究院為主要起草單位的標準編制組，制定了工作計劃和方案。2024年3月，編制組收集查閱IECTS63202-2:2021等國際標準，以及GB/T24574-2009等國家2標準，全文翻譯和分析研究IECTS63202-2:2021國際標準，在分析研究的基礎(chǔ)上，采用翻譯法制定國家標準，IECTS63202-2:2021與一致性程度為等同采用。相關(guān)試驗過程編制組反復(fù)經(jīng)過試驗驗證，確保試驗方法無誤，最終形成標準草案，召開標準啟動會。2024年4月8日，召開標準啟動會，標準編制組對標準技術(shù)內(nèi)容和標準進度進行匯報，聽取專家意見。2024年4月-5月，按照標準啟動會專家意見對標準內(nèi)容進行修改。2024年6月12日，召開標準技術(shù)討論會，對標準編制組對標準技術(shù)內(nèi)容和標準進度進行匯報，聽取專家意見。2024年6月30日，按照標準技術(shù)討論會專家意見修改完善標準技術(shù)內(nèi)容，形成標準征求意見稿。本標準的制定工作遵循“統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性、規(guī)范性”的原則，本著合規(guī)性、先進性、必要性、經(jīng)濟性、可操作性的原則，按照GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定進行編寫。本標準規(guī)定的技術(shù)內(nèi)容及要求應(yīng)科學(xué)、合理，具有適用性和可操作性；本標準的水平應(yīng)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。2、主要內(nèi)容本標準通過研究正向偏壓下晶體硅(c-Si)太陽電池的電致發(fā)光(EL)成像圖，檢測電池片缺陷，為采集未封裝的c-Si太陽電池電致發(fā)光圖像提供了指南。本標準規(guī)定了晶體硅太陽電池電致發(fā)光圖像的成像、EL圖像評估和報告要求。在成像中規(guī)定了成像裝置涉及的EL成像相機、暗室成像環(huán)境、電源和圖像處理和顯示軟件的相關(guān)內(nèi)容，還給出了在測試過程中相機定位、相機設(shè)置、成像和圖像校正的技術(shù)操作要求。在EL圖像評估中規(guī)定了電致發(fā)光原理和圖像說明（包括串聯(lián)電阻、少數(shù)載流子壽命與擴散長度、并聯(lián)電阻、根本原因排查和圖像定性說明）的要求。本文件適用于晶體硅太陽電池領(lǐng)域，也適用于晶片太陽電池。3、修訂前后技術(shù)內(nèi)容對比本標準等同采用國際標準IECTS63202-2:2021進行首次制定，本條款不適用。1、試驗驗證情況本文件等同采用國際標準IECTS63202-2:2021，適用于晶硅光伏電池的EL測試，為保證標準的3適用性，標準編制組進行了多次試驗驗證，按照文件中的方法測試晶硅光伏電池，部分測試結(jié)果見圖1，本檢測方法能夠準確的測試電池的EL特性。圖1某批量電池EL測試結(jié)果典型的晶硅光伏電池EL不良現(xiàn)象示意圖如下：圖2黑邊和黑角45圖8皮帶印圖9霧狀發(fā)黑2、預(yù)期的效益經(jīng)濟效益方面：光伏企業(yè)在生產(chǎn)線采用EL檢測技術(shù)實施產(chǎn)品質(zhì)量判定工作，將不良產(chǎn)品分選出來后，提升了合格品的質(zhì)量，提升客戶對產(chǎn)品的認可度；分析圖像產(chǎn)生原因而對電池產(chǎn)品進行電池生產(chǎn)技術(shù)的執(zhí)行優(yōu)化工作，提高了產(chǎn)品的綜合良率，降低了生產(chǎn)成本，從而為企業(yè)帶來較高的經(jīng)濟效益。社會效益方面：本標準的編制填補了國內(nèi)電池EL標準的空白，將為光伏電池生產(chǎn)商、高?？蒲性核墓夥姵禺a(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)提供EL技術(shù)參考，有利于研發(fā)和生產(chǎn)方優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計，提升產(chǎn)品質(zhì)6量，減少因不同測試條件導(dǎo)致質(zhì)量良莠不齊的產(chǎn)品流入市場，促進行業(yè)企業(yè)良性競爭，提升客戶對產(chǎn)品的認可度。將為第三方測試機構(gòu)提供測試依據(jù)，有效提升我國測試機構(gòu)在EL測試的技術(shù)水平。1、國際方面，ISO無電致發(fā)光相關(guān)標準，IEC發(fā)布了光伏行業(yè)電致發(fā)光相關(guān)標準3項。第一，由隆基和TUV萊茵共同起草的IECTS63202-2:2021《Photovoltaiccells-PElectroluminescenceimagingofcrystallinesiliconsolarcells》（光伏電池第2部分：晶硅太陽能電池的電致發(fā)光成像該標準規(guī)定了通過電致發(fā)光(EL)成像檢測和檢查裸晶硅(c-Si)太陽能電池缺陷的方法，首次為非封裝c-Si太陽能電池的電致發(fā)光圖像的方法提供了指導(dǎo)。第二，IECTS63109:2022《Photovoltaic(PV)modulesandcells-Measurementofdiodeidealityfactorbyquantitativeanalysisofelectroluminescenceimages》（光伏(PV)組件和電池通過電致發(fā)光圖像的定量分析測量二極管理想度因子該項標準規(guī)定了通過對電致發(fā)光(EL)圖像的定量分析來測量光伏電池和組件的二極管理想度因子的方法。第三，IECTS60904-13:2018《Photovoltaicdevices-Part13:Electroluminescenceofphotovoltaicmodules》（光伏器件第13部分:光伏組件的電致發(fā)光）該項標準規(guī)定了捕獲光伏組件的電致發(fā)光圖像和處理圖像以獲得關(guān)于圖像的量化度量，并為定性地解釋圖像中觀察到的特征提供指導(dǎo)。2、國家標準方面，無電致發(fā)光相關(guān)標準。我國于2009年發(fā)布了GB/T24574-2009《硅單晶中Ⅲ-Ⅴ族雜質(zhì)的光致發(fā)光測試方法》標準，由于光伏行業(yè)技術(shù)發(fā)展較為迅速，光致發(fā)光測試方法技術(shù)更新較快，該項標準至今已有13年標齡，亟待修訂和更新。3、行業(yè)標準方面，無光伏行業(yè)電致發(fā)光相關(guān)標準。2016年發(fā)布了SJ/T11629-2016《太陽能電池用硅片和電池片的在線光致發(fā)光分析方法》標準，該項標準為光致發(fā)光致分析方法，使用場景受限，尤其是連續(xù)生產(chǎn)或在線檢測的場景中，局限性較大，亟需制定適用性更高的電致發(fā)光標準。4、地方標準方面，無光伏行業(yè)電致發(fā)光相關(guān)標準。5、團體標準方面，國內(nèi)共發(fā)布電致發(fā)光標準兩項，第一，中國光伏行業(yè)協(xié)會在2020年出臺的T/CPIA0020—2020《晶體硅光伏電池電致發(fā)光測試方法》，該項標準由隆基樂葉光伏科技有限公司李華牽頭制定，主要內(nèi)容包含了晶體硅光伏電池的電致發(fā)光測試方法，包括定量采集電致發(fā)光圖像、處理圖像以獲得相關(guān)的量化指標等，標準提供導(dǎo)則以定性解釋電致發(fā)光圖像中觀察到的特征，適用于實驗室未封裝和單片封裝的晶體硅光伏電池的測試，生產(chǎn)線可參考使用。第二，中國光伏行業(yè)協(xié)會在2019年出臺的T/CPIA0009—2019《電致發(fā)光成像測試晶體硅光伏組件缺陷的方法》，該項標準由天合光能股份有限公司牽頭制定，主要規(guī)定了晶體硅光伏組件中電池缺陷的檢測，包含術(shù)語與定義、樣品準備、測試設(shè)備、安全準則、環(huán)境要求、儀器校準、測試流程、缺陷分類和報告等。本標準適用于7室內(nèi)晶體硅光伏組件中電池缺陷的測試，室外測試可參考使用。綜上所述，國際上，IECTS63202-2:2021是本次等同采用的國際標準。國內(nèi)國家標準、行業(yè)標準、地方標準中均無光伏行業(yè)電致發(fā)光相關(guān)技術(shù)的標準規(guī)定。本次IECTS63202-2:202