光伏电池 第2部分：晶体硅光伏电池电致发光图像 编制说明

1《光伏电池第2部分：晶体硅光伏电池电致发光图像》征求意见稿编制说明根据《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计由隆基绿能科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院牵头编写，由全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会（SAC/TC90）负责技术归口和管理。2、制定背景本标准等同采用国际标准IECTS63202-2:2021，标准性质为推荐性国家标准，文件类型为指导性技术文件。随着光伏行业的迅猛发展，企业不断的追求降本增效，光伏硅片环节大型化、薄片化趋势明确，电池片生产加工过程中更加容易产生碎片和隐裂。与此同时光伏组件环节的产品质量也面临着愈加严苛的考验。大尺寸组件近年越来越受行业欢迎，一跃成为行业主流产品。但大尺寸组件在尺寸更大的同时也带来了更大的潜在风险。其中，电池片的隐裂是影响其输出功率的重要因素，尺寸越大的组件对电池片的质量要求更高。因此，对于电池片缺陷的有效检测便显得尤为重要。目前国内主流电池片内部缺陷检测方案为电致发光（EL）检测方案，且在行业内已经大规模应用了十余年，但相关的标准一直处于缺失状态。由于没有统一的标准，行业内各家单位采用的检测方法不统一，这就导致了电池片电性能测试的不确定性，使得质量良莠不齐的电池封装至组件端，继而引起组件功率的不稳定，甚至阻碍行业的健康发展。为规范行业内对光伏晶硅电池片EL测试的流程，为高质量电池片的筛选提供保障，进而保证了组件输出功率的优良，隆基绿能科技股份有限公司和中国电子技术标准化研究院特提请《光伏电池第2部分：晶体硅光伏电池电致发光图像》IEC标准的转化工作。3、主要工作过程2023年12月28日，《国家标准化管理委员会关于下达2023年第四批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》标准制定计划正式下达。2024年1月，成立了以隆基绿能科技股份有限公司和中国电子技术标准化研究院为主要起草单位的标准编制组，制定了工作计划和方案。2024年3月，编制组收集查阅IECTS63202-2:2021等国际标准，以及GB/T24574-2009等国家2标准，全文翻译和分析研究IECTS63202-2:2021国际标准，在分析研究的基础上，采用翻译法制定国家标准，IECTS63202-2:2021与一致性程度为等同采用。相关试验过程编制组反复经过试验验证，确保试验方法无误，最终形成标准草案，召开标准启动会。2024年4月8日，召开标准启动会，标准编制组对标准技术内容和标准进度进行汇报，听取专家意见。2024年4月-5月，按照标准启动会专家意见对标准内容进行修改。2024年6月12日，召开标准技术讨论会，对标准编制组对标准技术内容和标准进度进行汇报，听取专家意见。2024年6月30日，按照标准技术讨论会专家意见修改完善标准技术内容，形成标准征求意见稿。本标准的制定工作遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原则，本着合规性、先进性、必要性、经济性、可操作性的原则，按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定进行编写。本标准规定的技术内容及要求应科学、合理，具有适用性和可操作性；本标准的水平应达到国内领先水平。2、主要内容本标准通过研究正向偏压下晶体硅(c-Si)太阳电池的电致发光(EL)成像图，检测电池片缺陷，为采集未封装的c-Si太阳电池电致发光图像提供了指南。本标准规定了晶体硅太阳电池电致发光图像的成像、EL图像评估和报告要求。在成像中规定了成像装置涉及的EL成像相机、暗室成像环境、电源和图像处理和显示软件的相关内容，还给出了在测试过程中相机定位、相机设置、成像和图像校正的技术操作要求。在EL图像评估中规定了电致发光原理和图像说明（包括串联电阻、少数载流子寿命与扩散长度、并联电阻、根本原因排查和图像定性说明）的要求。本文件适用于晶体硅太阳电池领域，也适用于晶片太阳电池。3、修订前后技术内容对比本标准等同采用国际标准IECTS63202-2:2021进行首次制定，本条款不适用。1、试验验证情况本文件等同采用国际标准IECTS63202-2:2021，适用于晶硅光伏电池的EL测试，为保证标准的3适用性，标准编制组进行了多次试验验证，按照文件中的方法测试晶硅光伏电池，部分测试结果见图1，本检测方法能够准确的测试电池的EL特性。图1某批量电池EL测试结果典型的晶硅光伏电池EL不良现象示意图如下：图2黑边和黑角45图8皮带印图9雾状发黑2、预期的效益经济效益方面：光伏企业在生产线采用EL检测技术实施产品质量判定工作，将不良产品分选出来后，提升了合格品的质量，提升客户对产品的认可度；分析图像产生原因而对电池产品进行电池生产技术的执行优化工作，提高了产品的综合良率，降低了生产成本，从而为企业带来较高的经济效益。社会效益方面：本标准的编制填补了国内电池EL标准的空白，将为光伏电池生产商、高校科研院所的光伏电池产品生产研发提供EL技术参考，有利于研发和生产方优化产品的设计，提升产品质6量，减少因不同测试条件导致质量良莠不齐的产品流入市场，促进行业企业良性竞争，提升客户对产品的认可度。将为第三方测试机构提供测试依据，有效提升我国测试机构在EL测试的技术水平。1、国际方面，ISO无电致发光相关标准，IEC发布了光伏行业电致发光相关标准3项。第一，由隆基和TUV莱茵共同起草的IECTS63202-2:2021《Photovoltaiccells-PElectroluminescenceimagingofcrystallinesiliconsolarcells》（光伏电池第2部分：晶硅太阳能电池的电致发光成像该标准规定了通过电致发光(EL)成像检测和检查裸晶硅(c-Si)太阳能电池缺陷的方法，首次为非封装c-Si太阳能电池的电致发光图像的方法提供了指导。第二，IECTS63109:2022《Photovoltaic(PV)modulesandcells-Measurementofdiodeidealityfactorbyquantitativeanalysisofelectroluminescenceimages》（光伏(PV)组件和电池通过电致发光图像的定量分析测量二极管理想度因子该项标准规定了通过对电致发光(EL)图像的定量分析来测量光伏电池和组件的二极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:光伏组件的电致发光）该项标准规定了捕获光伏组件的电致发光图像和处理图像以获得关于图像的量化度量，并为定性地解释图像中观察到的特征提供指导。2、国家标准方面，无电致发光相关标准。我国于2009年发布了GB/T24574-2009《硅单晶中Ⅲ-Ⅴ族杂质的光致发光测试方法》标准，由于光伏行业技术发展较为迅速，光致发光测试方法技术更新较快，该项标准至今已有13年标龄，亟待修订和更新。3、行业标准方面，无光伏行业电致发光相关标准。2016年发布了SJ/T11629-2016《太阳能电池用硅片和电池片的在线光致发光分析方法》标准，该项标准为光致发光致分析方法，使用场景受限，尤其是连续生产或在线检测的场景中，局限性较大，亟需制定适用性更高的电致发光标准。4、地方标准方面，无光伏行业电致发光相关标准。5、团体标准方面，国内共发布电致发光标准两项，第一，中国光伏行业协会在2020年出台的T/CPIA0020—2020《晶体硅光伏电池电致发光测试方法》，该项标准由隆基乐叶光伏科技有限公司李华牵头制定，主要内容包含了晶体硅光伏电池的电致发光测试方法，包括定量采集电致发光图像、处理图像以获得相关的量化指标等，标准提供导则以定性解释电致发光图像中观察到的特征，适用于实验室未封装和单片封装的晶体硅光伏电池的测试，生产线可参考使用。第二，中国光伏行业协会在2019年出台的T/CPIA0009—2019《电致发光成像测试晶体硅光伏组件缺陷的方法》，该项标准由天合光能股份有限公司牵头制定，主要规定了晶体硅光伏组件中电池缺陷的检测，包含术语与定义、样品准备、测试设备、安全准则、环境要求、仪器校准、测试流程、缺陷分类和报告等。本标准适用于7室内晶体硅光伏组件中电池缺陷的测试，室外测试可参考使用。综上所述，国际上，IECTS63202-2:2021是本次等同采用的国际标准。国内国家标准、行业标准、地方标准中均无光伏行业电致发光相关技术的标准规定。本次IECTS63202-2:202