T/CPIA 0128-2025 钙钛矿组件紫外蓝紫光湿热综合老化测试与老化数据评价方法

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　　团 体 标 准

　　T/CP IA 0128—2025

　　钙钛矿组件紫外蓝紫光湿热综合老化测试

　　与老化数据评价方法

　　Accelerated ultraviolet-blue-violet light,damp heat aging test and reliability evaluation of perovskite photovoltaic modules

　　2025 - 08 - 30 发布 2025 - 09 - 15 实施

　　中国光伏行业协会 发 布

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：杭州纤纳光电科技股份有限公司、华能新能源股份有限公司河北分公司、中国电子技术标准化研究院、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、中国质量认证中心有限公司沈阳分公司、中国质量认证中心有限公司、杭州福斯特应用材料股份有限公司、苏州UL美华认证有限公司、厦门大学嘉庚实验室、北京理工大学、北京科技大学、陕西众森电能科技有限公司、国家电投黄河上游水电开发有限责任公司西宁分公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、南开大学、天合光能股份有限公司、华润电力技术研究院有限公司。

　　本文件主要起草人：颜步一、张鹭、陈香保、李其聪、李玉东、张赟、周养盈、朱冰洁、张雪、周凯旋、王龙、曹明杰、朱华、李静、朱城、郑众、张鹤仙、储银枝、薄祥喜、李跃龙、夏锐、刘同飞、姚冀众、戴万雷、石从波。

　　引 言

　　钙钛矿组件实际使用环境包含湿、热和紫外光协同作用，因此除了考察组件的湿热和紫外单一条件下的稳定性外，湿、热和紫外蓝紫光协同对钙钛矿组件稳定性产生的影响进行规范化系统评估，才能更为准确的判定钙钛矿组件的实际使用稳定性。此外，现行标准所考虑的紫外光照剂量不足，而经过实验得出的结论是紫外剂量不足的情况下会使钙钛矿组件的稳定性缺陷不能显现，或在低剂量下容易误判钙钛矿组件的稳定性衰减趋势从而给出错误的稳定性预期，因此需要使用高剂量的加严测试。另外由于钙钛矿组件中钙钛矿材料本身以及其成膜结晶的特殊性，同一批次的钙钛矿组件稳定性可能会表现出差异性。因此使用单片组件进行钙钛矿组件的稳定性测试与评估不够精确，应使用统计学思维在样本空间足够的情况下对钙钛矿组件稳定性做出充分的综合评估。

　　本文件提出，在不同紫外蓝紫光老化累积辐照剂量下(15 kWh/m2、30 kWh/m2、60 kWh/m2、120 kWh/m2)，通过抽样并同时监测多块钙钛矿组件在不同累积紫外蓝紫光辐照剂量下，组件功率的衰减率波动情况，对钙钛矿组件的稳定性进行评估并根据组件整体衰减情况进行分级，为评判钙钛矿组件稳定性提供参考。

　　钙钛矿组件紫外蓝紫光湿热综合老化测试与老化数据评价方法

　　1 范围

　　本文件规定了钙钛矿光伏组件在较高的环境温湿度 [(60±5) ℃, (85±5)%RH]与高紫外蓝紫光辐照剂量(280 nm～455 nm，15 kWh/m2～120 kWh/m2 )共同作用下老化测试和老化数据的评价方法、测量仪器和设备、组件的测量与分级方法等内容。

　　本文件适用于以钙钛矿材料为光吸收层的单结光伏组件紫外蓝紫光湿热综合老化测试和老化数据评价。

　　2 规范性引用文件

　　。 ， ，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 2297—1989 太阳光伏能源系统术语

　　GB/T 6495.1—2016 光伏器件 第1部分：光伏电流—电压特性的测量

　　T/CPIA 0032—2022 钙钛矿光伏电池及组件的电流-电压( I-V)特性测量方法

　　IEC 60891 :2021 光 伏 器 件 I-V 特 性 的 温 度 和 辐 照 度 修 正 方 法 [Photovoltaic devices—Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V characteristics]

　　IEC 60904-1:2020 光伏器件 第1部分：光伏电流-电压特性的测量(Photovoltaic devices— Part 1 : Measurement of photovoltaic current-voltage characteristics)

　　IEC 60904-2:2023 光伏器件 第2部分：标准光伏器件的要求 (Photovoltaic devices—Part 2 : Requirements for photovoltaic reference devices)

　　IEC 60904-9:2020 光伏器件 第9部分：太阳模拟器特性分级 (Photovoltaic devices—Part 9 : Classification of solar simulator characteristics)

　　IEC 61215-1:2021 地面用光伏组件 设计鉴定和定型 第1部分： 测试要求 (Terrestrial photovoltaic (PV) modules — Design qualification and type approval — Part 1 : Test requirements)

　　IEC 61215-2:2021 地面用光伏组件 设计鉴定和定型 第2部分： 测试程序 (Terrestrial photovoltaic (PV) modules — Design qualification and type approval — Part 2 : Test procedures)

　　IEC TR 63228:2019 基于有机 、染料敏化或钙钛矿材料的光伏器件测量规程 (Measurement protocols for photovoltaic devices based on organic, dye-sensitized or perovskite materials)

　　3 术语和定义

　　GB/T 2297界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　钙钛矿光伏组件 perovskite photovoltaic module

　　以钙钛矿晶体结构类材料为吸收层沉积在外来基质上制作的光伏组件， 以下简称“组件 ”。 3.2

　　紫外蓝紫光 ultraviolet-blue-violet light

　　波长介于 280nm～455nm 的光谱的合称。

　　3.3

　　扫描方向 sweep direction

　　正向扫描：从ISC到VOC 的测试方向，外电路模拟负载从0到无穷大;

　　反向扫描，从VOC到ISC 的测试方向，外电路模拟负载从无穷大到0。

　　4 设备要求

　　4.1 稳定性处理设备

　　钙钛矿组件的稳定性处理设备应满足IEC 61215-2:2021的4.19(MQT19)条款中稳定性测试的设备要求。

　　4.2 光伏组件电流-电压(I-V)特性测试设备

　　光伏组件电流-电压(I-V)特性测量设备应符合如下要求：

　　a) 太阳能模拟器：符合 IEC 60904-9:2020 中规定的 AAA 级要求;

　　b) 标准光伏组件：符合 IEC 60904-2:2023 的要求;

　　c) 光伏组件功率测试设备：符合 IEC 60904-1:2020 第 5 条款的要求并且设备对电流、电压的标准测量精度应优于0.2%;

　　d) 测试架：使被测光伏组件样品处于标准光伏组件校准光源时所处位置，对于多光源模拟器，应使被测光伏组件样品处于设备规定的工作平面上;

　　e) 辐照度监测器：符合 IEC 60904-1:2020 第 5 条款的要求。

　　4.3 紫外蓝紫光湿热老化测试设备

　　紫外蓝紫光湿热老化测试设备应符合如下要求：

　　a) 紫外蓝紫光湿热老化箱：应配备符合IEC 61215-2:2021和ISO 4892-3:2016标准的光源与温湿控制系统，具备连续稳定的紫外-蓝紫光照射及高温高湿老化环境模拟能力;

　　b) 温控系统：温度控制范围为 (60±5)℃ , 相对湿度控制为 (85±5)% RH，具备自动调节与闭环反馈功能;

　　c) 光源系统：可覆盖UVB(280nm～320nm)、UVA(320nm～400nm)与UVV(400nm～455nm)波段，其中UVV波段辐照强度不低于W/m2 ，辐照均匀性优于±15%;

　　d) 温度监测单元：符合IEC 61215-2:2021要求，测量精度为±2.0 ℃, 重复性优于±0.5 ℃ ;

　　e) 辐照度监测单元：可实时监测各波段紫外光强度，测量精度优于±15%，符合IEC61215-2:2021的要求。

　　5 试验要求

　　5.1 样品要求

　　组件样品应符合如下要求：

　　a) 应准备不少于4块组件样品;

　　b) 组件样品应源自同一生产批次，具有相同的产品批次号及铭牌信息;

　　c) 组件样品需采用相同类型的玻璃基材，需标注玻璃表面是否含有紫外截止镀层;若玻璃表面含有截止镀层，需写明紫外截止波长(透过率不大于10%对应的临界波长;组件样品截止镀层性质应当一致);

　　d) 组件总面积应不小于6500 cm2。

　　5.2 试验要求

　　紫外蓝紫光湿热老化试验过程中应符合以下要求：

　　a) 温度测量应在不遮挡光照区域的前提下进行。测温传感器应布设在组件前表面或后表面接近几何中心位置，确保能准确反映组件的实际热负荷。如同时测试多片组件，至少需对其中一片组件进行温度监测;

　　b) 在老化试验过程中，组件应处于开路或短路状态，具体连接方式可根据测试目的确定，但应避免外加偏压干扰自然老化过程;

　　c) 所采用的电气连接方式及电路状态(如开路、短路、接地方式等)应在试验报告中详细注明，以便后续结果比对与重复验证。

　　6 试验方法

　　6.1 初始稳定性处理

　　钙钛矿光伏组件在执行电流-电压( I-V)特性测试前的稳定性处理，按照IEC 61215-1-4:2021中

　　11.19(MQT19)和IEC 61215-2:2021中的4.19(MQT19)规定的稳定性处理方法进行。

　　根据公式(1)判断待检组件是否达到稳定：

　　x ················································· (1)

　　式中：

　　P1 ——连续进行三次功率测量时得到的组件最大功率的极大值;

　　P2 ——连续进行三次功率测量时得到的组件最大功率的极小值;

　　Paverage ——连续进行三次功率测量时得到的组件最大功率的平均值;

　　x=2%。

　　当计算结果小于2%时，则认为组件到达稳定状态，可进行6.2步骤的测试。

　　6.2 组件电流-电压(I-V)特性的测量

　　参照T/CPIA 0032—2022的相关规定，在标准测试条件下，测量钙钛矿组件的输出功率和电流-电压( I-V)特性曲线，并记录组件的电学性能数据(输出功率Pmax、开路电压Voc、短路电流Isc、填充因子FF)。

　　6.3 紫外湿热老化试验

　　将经过6.2和6.3的组件按以下程序执行老化实验：

　　a) 将组件样品置于紫外湿热老化设备内，启动紫外光源照射组件入光面，实时监测并记录组件温度、湿度及累计紫外辐照剂量;

　　b) 按预设辐照剂量梯度(15 kWh/m2 、30 kWh/m2 、60 kWh/m2和120 kWh/m2 )执行阶段性评估;

　　c) 当累计辐照量达到预设阈值时，取出组件冷却至(25±2)oC，重复进行6.1和6.2步骤，记录Pmax、 Voc、 Isc、FF值;

　　d) 根据7组件分级方法判定该批组件是否进行下一级紫外湿热老化测试，按照此程序完成对8片组件的分级。

　　7 组件分级评价方法

　　根据 6.3 测试结果对组件进行分级判定，分级判定方法如下：

　　a) 完成累计紫外辐照剂量 15 kWh/m2 老化测试后：若组件样品中功率衰减率均小于等于 5%(即全部通过) 的占比为 100%，则继续进行下一步老化测试。若未达到上述要求，则测试结束，判定该批组件为 0 级;

　　b) 完成累计紫外辐照剂量 30 kWh/m2 老化测试后：若组件样品中功率衰减率小于等于 5%的占比为85%，且组件样品中衰减率最高值不超过 10%。若满足上述条件，则继续进行老化测试;若不满足，则测试结束，判定为 I 级组件;

　　c) 完成累计紫外辐照剂量 60 kWh/m2 老化测试后：要若组件样品中功率衰减率小于等于 5%的占比为 75%，且组件样品中衰减率最高值不超过 10%。若满足条件，则继续进行老化测试;若不满足，则测试结束，判定为 II 级组件;

　　d) 完成累计紫外辐照剂量 120 kWh/m2 老化测试后：若组件样品中功率衰减率小于等于 5%的占比为 60%，且组件样品中衰减率最高值不超过 15%。若满足条件，则继续进行老化测试;若不满足，则测试结束，判定为 III 级组件;

　　注：完成累计紫外辐照剂量 120kWh/m2 老化测试后，结束组件分级。

　　8 测试报告

　　测试报告应包括但不限于下列信息，测试报告格式可参考附录 A：

　　a) 报告的每一页均有唯一性标识;

　　b) 报告的标题;

　　c) 测试机构的名称及地点;

　　d) 委托检测的客户名称和地址;

　　e) 紫外湿热老化测试标准与方法;

　　f) 测试样品的名称、编号，必要时附加照片;

　　g) 测试样品的特点和条件;

　　h) 接收与测试日期;

　　i) 紫外湿热老化测试设备的型号、辐照度值及温湿度条件;

　　j) I-V测试设备的型号与光照强度;

　　k) 测试结果应包括辐照剂量、组件 I-V测试参数、功率衰减率和分级结果;

　　l) 测试人员和报告批准人员的签名签发日期;

　　m) 测试机构出具的报告应完整采用，只有经测试机构书面许可才可使用部分的申明。

　　附 录 A

　　(资料性)

　　测试报告

　　紫外湿热老化测试报告格式如下：

　　测试报告编号********-****

　　紫外湿热综合老化测试报告