8 组件生产IEC标准试验
第八章 IEC61215-2005 标准试验介绍
一、范围和目的
范围：本标准只适用于地面用晶体硅光伏组件。
目的：在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。
二、抽样
从同一批或几批产品中，随机地抽取8 个组件进行试验。这些组件应由符合相应图纸和工艺要求规定的材料和元件所制造。
三、标志
每个组件都应有下列清晰而且擦不掉的标志：
制造厂的名称、标志或符号；
产品型号
产品序号
引出端或引线的极性
组件允许的最大系统电压
四、试验前准备工作
在开始试验前，要将所有组件，包括控制组件，在开路状态下在实际阳光或模拟阳光下照射，使累计辐射
量达到5kWh2m-2 到5.5 kWh2m-2。
把组件分组，并按测试程序的顺序进行鉴定试验。
五、合格判据
如果每一个试验样品达到下列各项判据，则认为该组件设计通过了鉴定试验，也通过了定型。
1、在标准测试条件下，组件的最大输出功率衰减在每个单项试验后不超过规定的极限，在每组试验后的不超过8%；
2、在试验过程中，无组件呈现断路现象；
3、无任何严重外观缺陷；
4、试验完成后满足绝缘试验要求；
5、每组试验开始时和结束时，湿热试验后满足漏电流试验的要求；
6、满足单个试验的特殊要求。
注：如果两个或两个以上组件达不到上述判据，该设计将视为达不到鉴定要求。如果一个组件未通过任一项试验，取另外两个满足第 3 章要求的组件从头进行全部相关试验程序的试验。假如其中的一个、或两个组件都未通过试验，该设计被判定达不到鉴定要求。如果两个组件都通过了试验，则该设计被认为达到鉴定要求。
六、严重外观缺陷
对设计鉴定和定型，下列缺陷是严重的外观缺陷：
1、破碎、开裂、或外表面脱附，包括上层、下层、边框和接线盒；
2、弯曲、不规整的外表面，包括上层、下层、边框和接线盒的不规整以至于影响到组件的安装和/或运行；
3、一个电池的一条裂缝，其延伸可能导致超过一个电池10%以上面积从组件的电路上减少；
4、在组件的边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或脱层通道；
5、丧失机械完整性，导致组件的安装和/或工作都受到影响。
七、报告
通过定型后，试验机构应给出符合ISO/IEC17025 要求的正式鉴定试验报告，应包括测定的性能参数，以
及任何第一次试验未通过测试和重新试验的详细情况。报告应包含组件的详细规格，每一份证书或报告还
应包括下列信息：
1、标题；
2、实验室的名称、地址和完成试验测试的地点；
3、报告的每一页均有独特的标识；
4、需要时有客户的名称和地址；
5、试验完样品的描述和鉴定；
6、试验样品的特点和条件；
7、需要时标注收到试验样品的日期和试验日期；
8、所用试验方法的鉴定；
9、相关的取样；
10、对试验方法的任何偏离、附加或排除，相关特殊试验的任何其他信息，如环境条件；
11、有适当图表和照片支持的测量、检查和推论，包括短路电流、开路电压和最大功率的温度系数，额定工作温度，额定工作温度、标准测试条件及低辐照度下的功率，预紫外辐照试验所用灯的光谱，所有试验后最大功率的衰减，任何观察到的失效；
12、试验结果估计不确定度的申明（必要时）；
13、签名和标识，或等效识别试验员，其对报告的内容及颁发日期负责；
14、对试验仅与相关试验项目结果的申明（必要时）；
15、实验室出具的证书或报告应完整采用，只有经实验室书面许可才可部分使用的申明。
制造厂应保存一份证书留作参考重新鉴定
在组件的设计、材料、元器件或工艺作任何改变时，可能需要重新进行部分或全部鉴定试验来确保产品定
型的有效性。
八、试验程序
1、外观检查
1）目的：
检查组件中的任何外观缺陷。
2）程序：
在不低于1000 lx 的照度下，对每一个组件仔细检查下列情况：
—开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面；
—破碎的太阳电池；
—有裂纹的太阳电池；
—互联线或接头有缺陷；
—太阳电池相互接触或与边框接触；
—粘合连接失效；
—在组件的边框和电池之间形成连续通道的气泡或脱层；
—在塑料材料表面有粘污物；
—引出端失效，带电部件外露；
—可能影响组件性能的其它任何情况。
对任何裂纹、气泡或脱层等的状态和位置应作记录和/或照相记录。这些缺陷在后续的试验中可能会加剧并
对组件的性能产生不良影响。
2、最大功率确定
目的：
确定组件在各种环境试验前后的最大功率。试验的重复性是最重要的因数。
这使实验室能在测试前后选择不同于标准测试条件的一系列条件，这种做法增加了可重复性，特别是对室
外测量时使外推降到最低
检验装置：
a、太阳电池I-V 特性测试装置
b、标准光伏组件
技术要求
标准条件：电池温度 25℃±2℃;
辐照度 1000W.m-2
光谱分布 AM1.5
程序
（1）调整测试平面上的辐照度、光强及负载，使标准太阳电池的短路电流达到所需的标定值；
（2）试样要尽可能靠近标准太阳电池摆放的位置；
（3）测试并记录试样的电流-电压特性及温度。
3、绝缘试验
目的：
测定组件中的载流部分与组件边框或外部之间的绝缘是否良好。出现电火花，漏电流过大。原因，电池带
电部分与铝边框距离太近，EVA 和TPT 绝缘性能差。
检验方法：在周围环境相对湿度不超过75%的条件下，进行以下检验：
1）将组件引出线短路后接到直流绝缘测试仪的正极；
2）将组件暴露的金属部分接到直流绝缘测试仪的负极；
3）以不大于500v2s-1 的速增加绝缘测试仪的电压,直到等于1000V 加上两倍的系统最大电压,维持此电压1min；如果系统的最大电压不超过50V 时，应以不大于500v2s-1 的速增加直流绝缘测试仪的电压,
直到等于500V,维持此电压1min；
4）在不拆卸组件连接线的情况下，降低电压到零，将绝缘测试仪的正负极短路
5min；
5）拆去绝缘测试仪正负极的短路；
6）按照步骤1）和2）的方式连线，对组件加一不小于500V 的直流电压维持2min，测量绝缘电阻；
试验要求
—在步骤c)中，无绝缘击穿或表面无破裂现象；
—对于面积小于0.1m2 的组件绝缘电阻不小于400MΩ；
—对于面积大于0.1m2 的组件，测试绝缘电阻乘以组件面积应不小于40MΩ2m2。
4、温度系数的测量
目的：
从组件试验中测量其电流温度系数(α)、电压温度系数(β) 和峰值功率温度系数（δ）。如此测定的温度
系数，仅在测试中所用的辐照度下有效；参见IEC 60904-10 对组件在不同辐照度下温度系数评价。
目的主要为电站设计提供参考。
5、电池标称工作温度的测量
目的：
测定组件的标称工作温度(NOCT)。
6、标准测试条件和标称工作温度下的性能
目的：
在标准测试条件（1000 W2m-2，25℃电池温度，GB/T 6495.3 的标准太阳光谱辐照度分布）和标称工作温度和辐照度为800 W2m-2，且满足GB/T 6495.3 的标准太阳光谱辐照度分布条件下，确定组件随负荷变化的电性能。
7、低辐照度下的性能
目的：
依据GB/T 6495.1 的规定，在25℃和辐照度为200 W2m-2(用适当的标准电池测定)的自然光或符合IEC 904-9 要求的B 级或更优模拟器下，确定组件随负荷变化的电性能。
8、室外曝露试验
目的：
初步评价组件经受室外条件曝晒的能力，并可使在实验室试验中可能测不出来的综合衰减效应揭示出来。
注：由于试验的短时性和试验条件随环境而变化，对通过本试验组件的寿命做出绝对判断时应特别小心，这个试验仅只能作为可能存在问题的指示。
实验装置
a、太阳辐照度监测仪，准确到±5％
b、一个组件在标准测试条件下最大功率点附近的合适负载。
实验程序
将组件与负载连接，用制造厂所推荐的方式安装在室外，与辐照度监测仪共平面，使组件受到累计
60kWh2m-2 总辐射量。
要求：
—无第7 章规定的严重外观缺陷；
—最大输出功率衰减应不超过试验前测量值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。
9、热斑耐久试验
目的：
确定组件承受热斑加热效应的能力，如这种效应可能导致焊接熔化或封装退化。电池不匹配或裂纹、内部
连接失效、局部被遮光或弄脏均会引起这种缺陷。
热斑效应：
当组件中的一个电池或一组电池被遮光或损坏时，工作电流超过了该电池或电池组降低了的短路电流，在组件中会发生热斑加热。此时受影响的电池或电池组被置于反向偏置状态，消耗功率，从而引起过热。
现象：EVA 变色，温度达到100℃以上。原因，电池不匹配，解决方法，电池片进行电性能一致性筛选。
实验装置；
1）辐射源1：稳态太阳模拟器或自然阳光,辐照度不低于700W2m-2,不均匀度不超过±2%,瞬间稳定度在
±5%以内。
2）辐射源2：C 类的稳态太阳模拟器或自然阳光,辐照度为1000 W2m-2±10%。
3）组件I—V 曲线测试仪。
4）对实验单片电池片遮光增强量为5%的不透明盖板。
5）一个适用的温度探测器。
实验方法
3.1 对串联连接方式的组件的实验方法.
3.1.1 将组件在不低于700 W2m-2 的辐射源1 下照射,测试其 I--V 特性和电流值IMP 。
3 .1.2 使组件短路,用下列方法选择一片电池:
1) 用温度探测器测定最热的电池;
2) 依次完全挡住每一个电池，选择其中一个当它被挡住时，短路电流减小最大的电池片。
3.1.3 完全挡住选定的电池,检查组件的ISC 是否比IMP 小。如果这种情况不发生, 此时继续完全挡住所选电池，省略步骤3.1.4。
3.1.4 逐渐减少对所选择电池的遮光面积,直到组件的 ISC 最接近IMP。
3.1.5 用辐射源2 照射组件,记录 Isc 值,保持组件在消耗功率最大的状态，必要时重新调整遮光,使 Isc
维持在特定值。
3.1.6 保持此状态经过5h 的曝晒。
要求：
应满足下列要求：
—无第7 章中规定的严重外观缺陷；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。
10、紫外预处理试验
目的：
在组件进行热循环/湿冻试验前进行紫外(UV)辐照预处理以确定相关材料及粘连连接的紫外衰减。
试验装置
a、温度监控器，需要维持组件温度在60℃±5℃的环境；
b、能在组件上产生均匀度为±15%的辐照；
c、测试和记录组件温度的装置，其准确度为±2℃；
d、辐射计：测量紫外副照度。
试验步骤
a、测其副照度不得超过标准光谱副照度的5 倍（250W/m）;保证波长在280nm～400nm。
b、使紫外辐射光线垂直于组件正面。
d、组件接受的最小辐照量为： 280nm～320nm，7.5kwh/m2 和320nm～400nm，15kwh/m2
要求：
应满足下列要求：
—无第7 章中规定的严重外观缺陷；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。
11、热循环试验
1、目的：
确定组件承受由于温度重复变化而引起的热失配、疲劳和其它应力的能力。室温以上对组件施加峰值功率
电流，这种做法是对现场真实失效的模拟，在没有电流通过时，热循环试验发现不了的故障，一有电流通
过即失效。
2、实验装置
2.1 热循环实验箱，有自动温度控制，使内部空气循环和避免在实验过程中水分凝结在组件表面的装置，而且能容纳一个或多个组件进行热循环实验。
2.2 在实验箱中有安装或支撑组件的装置，并保证周围的空气能自由循环。安装或支撑装置的热传导要小，因此，实际上应使组件处于绝热状态。
2.3 测量和记录组件温度的仪器，准确度为±1℃温度传感器应置于组件中部的前后表面。如多个组件同时实验，只需检测一个组件的温度。
2.4 在整个实验过程中监测每一个组件内部电路连续性的仪器。
2.5 监测每一个组件的一个引线端与边框之间绝缘完整性的仪器。
3 实验方法
3.1 在室温下将组件装入气候室，如组件的边框导电小不好，将其安装在一金属框上来模拟敞开支架。
3.2 将温度传感器接到温度监测仪，将组件的两个引线端接到连续性测试仪。
3.3 关闭实验箱,使组件周围空气的循环速度不低于2m2s-1,按图所示,使组件的温度在-40 ±2℃和85±2℃之间,最高和最低之间的温度变化速率不超过100 ℃/h 在每个极端温度下,应保持稳定至少10min 。一次循环不超过6h。循环次数：
a)在实验程序分组中属于热循环后继续进行湿冷实验的两个组件,热循环进行
50 次。
b)在实验程序分组中属于只进行热循环实验的两个组件,热循环进行200 次。
4、要求：
应满足下列要求：
—在试验过程中无电流中断现象；
—无严重外观缺陷；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。
12、湿-冻试验
1）目的：
确定组件承受高温高湿之后以及随后的零下温度影响的能力。本试验不是热冲击试验。
2.实验装置
2.1 一个气候室,有自动温度和湿度自动控制,能容纳一个或多个组件湿-冷循环试验。在零下的温度，气候室内空气的露点为该室的温度。
2.2 测量和记录组件温度的仪器，准确度为±1℃。如多个组件同时试验，只需监测一个代表组件的温度。
2.3 在整个实验过程中,监测每一个组件内部电路连续性的仪器。
2.4 检测每一个组件的引线端和边框或支承架之间电绝缘完好性的仪器。
3 实验方法
3.1 将温度传感器置于一个有代表性的组件中部的前面或后面。
3.3 在室温下将组件装入气候室,使其与水平面倾角不小于5°，如组件边框导电不好,将其安装在一模拟敞开式支承架的金属框架上。
3.4 将温度传感器接到温度检测仪,将组件的两个引线端子接到连续性测试仪,将组件的一个引线端与框架或支撑架连接到绝缘检测仪。
3.5 关闭气候室，使组件完成如图所示的10 次循环，最高和最低温度应在所设定值的±2℃以内，室温以上各温度下，相对湿度应保持在所设定值的±5%以内。
3.6 整个试验过程中，记录组件的温度,并监测试验中可能产生的任何断路或漏电现象。
3.7 在2h 到4h 的恢复时间后，将组件转到光伏测试组进行外观检查、标准实验条件下的性能测试、绝缘测试。
4、要求：
应满足下列要求：
—无第7 章中规定的严重外观缺陷；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。
13、湿-热试验
1、目的：
确定组件承受长期湿气渗透的能力。此项试验不合格概率最大。现象：铝边框腐蚀，ＥＶＡ变色，互连条
变色，接线盒变形
2 实验装置
2.1 恒定湿热实验箱,有温度控制装置,能容纳一个或多个组件进行温度为
85℃，相对湿度为85 的恒定湿热实验。
2.2 在实验箱中有安装或支撑组件的装置,并保证周围的空气能够自由循环。2.3 测试和记录温度的仪器,准确度为1,温度传感器应置于组件中部当前或后表面。如多个组件同时实验,只需检测一个代表组件的温度。
3 实验方法
3.1 在室温下将组件装入实验箱,使其与水平面的倾角不小于5°并保证周围的空气能够自由循环。
3.2 将实验箱的温度升到85 ℃, 湿度升到85%。
3.3 试验时间为1000h。
4 要求：
应满足下列要求：
—无第7 章中规定的严重外观缺陷；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。
14、引出端强度试验
1 目的：
确定引出端及其与组件体的附着是否能承受正常安装和操作过程中所受的力。
2、引线端类型
A 型：直接自电池板引出的导线；
B 型：接线片、接线螺栓、螺钉等；
C 型：接插件。
3、试验程序
A 型引出端试验：
（1）拉力试验：每个引出线端施加不超过组件重量的力，保持10s±1s。（2）弯曲试验：a、在引出线端悬挂2kg 砝码；b、使组件在2～3s 内与引出端成90°角；c、正反循环为一次，共循环10 次。
B 型引出端试验:
转矩试验：转矩力为1.2N2m,持续10～15s。
C 型引出端试验与A 型引出端试验方法一致。
4、要求：
应满足下列要求：
—无机械损伤现象；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验同样的要求。
15、湿漏电流试验
1）目的：
评价组件在潮湿工作条件下的绝缘性能，验证雨、雾、露水或溶雪的湿气不能进入组件内部电路的工作部分，如果湿气进入可能会引起腐蚀、漏电或安全事故。2）要求：
应满足下列要求：
—对于面积小于0.1m2 的组件绝缘电阻不小于400MΩ。
—对于面积大于0.1m2 的组件，测试绝缘电阻乘以组件面积应不小于40MΩ2m2。（该试验能发现视觉观察不到针孔、裂缝，密封材料失效，接线盒失效等。）
16、机械载荷试验
1、目的：
确定组件经受风、雪或覆冰等静态载荷的能力。
2、试验装置
a、连续性检测仪；
b、合适的重量或压力，能逐渐均匀增加负荷；
3、试验程序
a、将组件安装在固定支架上；
b、将组件接上连续性监测仪；
c、在组件的前表面上，逐步将负荷加到2400pa，使其均匀分布；
d、在背面上重复上述步骤；
e、正反循环三次。
4、要求：
应满足下列要求：
—在试验过程中无间歇断路现象；
—无第7 章中规定的严重外观缺陷；
—标准测试条件下最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。
17、冰雹试验
1、目的：
验证组件能经受住冰雹的撞击。
2、实验装置
a、制作冰球的模具。（冰球：直径：25mm±5%，质量7.53 克±5%，速度23m/s ±5%）
b、冰箱，控制在-10℃±5℃
C、天平准确度±２％
d、速度测试仪表准确度±２％
e、冰球发射机
3、试验程序
（1）制冰球，保证足够的数量。
（2）检查每个冰球的尺寸、质量及是否碎裂，应满足：a、肉眼看不到裂纹；b、直径要求在25mm±5%；
c、质量要求在7.53 克±5%。
（3）使用前，置冰球于冰箱中至少1h。
（4）调节发射器，对模拟靶试验发射几次，调节其速度.
(5) 将冰球放入发射器内，对准点（如图）发射。冰球从冰箱内移出到撞击在组件上的时间间隔不应超
过60s。
（6）检查组件的碰撞区域，标出损坏情况，记录撞击影响。与指定位置偏差不大于10mm 是可接受的。
4、要求：
应满足下列要求：
—无第7 章中规定的严重外观缺陷；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。
18、旁路二极管热性能试验
1）目的：
评价旁路二极管的热设计及防止对组件有害的热斑效应性能相对长期的可靠性。确定在最坏的情况下二极
管有多热，并与其额定温度进行比较。
注：如果不能接触到试验组件类型的旁路二极管，应准备一个特殊的样品来做本试验，旁路二极管的安装
应与试验的标准组件相同，但可以在试验过程中对该二极管进行温度测量。试验将照常进行。该样品
不需要进行程序的其他试验。
2）要求：
应满足如下要求：
—在10.18.3e)确定的二极管结温不超过二极管制造商最高额定结温；
—无第7 章中规定的严重外观缺陷；
—最大输出功率的衰减不超过试验前测试值的5%；
—绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。
—在结束试验后二极管仍能工作。