T/CPIA 0127-2025 钙钛矿光伏电池及组件光热循环致衰减测试方法

　　团 体 标 准

　　T/CP IA 0127—2025

　　钙钛矿光伏电池及组件光热循环致衰减测

　　试方法

　　Test method of photo-thermal cycle induced degradation of perovskite

　　photovoltaic cells and 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：中国华能集团清洁能源技术研究院、北京理工大学、中国电子技术标准化研究院、国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、中国计量科学研究院、杭州纤纳光电科技有限公司、华能新能源股份有限公司云南分公司、上海复享光学股份有限公司、华能新能源股份有限公司、中山德华芯片技术有限公司、隆基绿能科技股份有限公司、东方电气长三角(杭州)创新研究院有限公司、华能新能源股份有限公司河北分公司、陕西众森电能科技有限公司、中核光电科技(上海)有限公司、深圳翊阳科技有限公司、光晶能源有限公司、北京大学、武汉理工大学、江南大学。

　　本文件主要起草人：陈棋、朱城、周养盈、李其聪、朱冰洁、赵志国、张赟、张鹏翔、周欢萍、孟海凤、秦云朋、颜步一、洪少欣、刘建庆、谢伟、张子炎、彭勇、张迟、赵政晶、黄艳梅、张鹤仙、徐子鹏、谌缘、罗智明、刘毅、阳忠、刘子漳、郑德旭、刘桂林。

　　钙钛矿光伏电池及组件光热循环致衰减测试方法

　　1 范围

　　本文件规定了钙钛矿光伏电池(以下简称光伏电池)、钙钛矿光伏组件(以下简称光伏组件)光热循环致测试方法，包括仪器设备及要求、测试方法及结果处理、测试报告等内容。

　　本文件适用于钙钛矿材料为光吸收层的单结光伏电池及组的光热循环致衰减测试。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，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。

　　T/CPIA 0020—2020 晶体硅光伏电池电致发光测试方法

　　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 60904-2:2023 光伏器件 第2部分：标准太阳电池的要求(Photovoltaic devices-Part 2: Requirements for reference solar devices)

　　IEC 60904-9:2020 光伏器件 第9部分：太阳模拟器性能要求(Photovoltaic devices—Part 9: Solar simulator performance requirements)

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

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　光热循环致衰减 photo-thermal cycle induced degradation

　　在温度变化和光照变化耦合的环境变量下，光伏电池或组件的功率衰减。

　　4 测试设备及要求

　　4.1 预处理设备

　　光伏电池的预处理设备应满足IEC 61215-2:2021的4.19.3.1条款中设备要求。光伏组件的预处理设备要求可参照光伏电池的预处理设备要求。

　　4.2 光伏电池及组件的电流-电压(I-V)特性测量设备

　　电池及组件电流-电压(I-V)特性测量设备应符合T/CPIA 0032—2022中4.2及4.3规定的要求。

　　4.3 可控温光照测试箱设备

　　可控温光照测试箱应满足如下要求：

　　a) 太阳模拟器：满足 IEC 60904-9:2020 规定的 BBB 级或更高等级的要求，宜采用稳态模拟器;

　　b) 辐照度传感器：满足 IEC 60904-2:2023 规定的要求;

　　c) 温控设备：在辐照条件下进行样品控温，可控样品温度范围在(-20±2) ℃~(85±2) ℃ ,变温速率不超过 100 ℃/小时;并且电池或组件温度在每个极端条件下(-20 ℃和 85 ℃) 应保持稳定不少于 10 分钟，温度循环时间不应超过 6 小时。

　　d) 温度测量仪器：精度优于±2.0 ℃且可重复性优于±0.5 ℃ ;

　　e) 样品架：保证待测样品和辐照度传感器、温度测量仪器应位于同一工作平面。

　　5 测试方法

　　5.1 EL 测试

　　首先对样品进行EL测试，依据T/CPIA 0020—2020确认样品是否存在异常，包括断栅或栅线缺失、暗片、絮状黑图、污染及摩擦痕迹、裂纹等。样品的异常应记录在最终报告中，异常样品不进行衰减步骤测试。

　　5.2 电池和组件初始 I-V 性能测量

　　按照T/CPIA 0032—2022的规定，在标准测试条件下(1000 W/m2 ，25 ℃ , AM 1.5)，测量样品的I-V性能，得到最大输出功率，记为Pmax，VOC， ISC，FF等。

　　对以上参数连续测量3次并取平均值。

　　5.3 光热循环测试温度设置要求

　　光热循环测试温度设置按以下要求：

　　a) 参考 IEC 61215-2:2021 中 4.11.2 设定程序温度，温度范围为 (-20±2)℃~(85±2)℃, 最低和最高温度之间的温度变化率不得超过 100 ℃/小时，设定温度应在每个极端情况下保持稳定，持续时间至少 10 分钟，循环时间不应超过6 小时。

　　b) 小面积光伏电池通过红外测温仪测量记录，测试电池的温度时，应确保至少测量四个位置，确保待测样品温度的均匀性。所测位置一般取决于测量设置，不固定最佳放置位置。

　　c) 光伏组件温度通过温度传感器测量记录，测试组件的温度时，应确保至少测量四个位置，确保待测样品温度的均匀性。传感器的尺寸限制在电池片总面积的 5%以内，温度测试应对器件温度传导和散热无影响。所用传感器均应放置于样品的背光面，所测位置一般取决于测量设置，不固定最佳放置位置。

　　5.4 光热循环测试光强设置要求

　　图 1 温度程序和光源辐照度程度控制的示意图

　　5.5 光热循环测试要求

　　a) 将光伏电池或组件在开路条件下水平放置在老化箱中，相邻两样品的距离应大于 1 cm。

　　b) 在样品背面粘接温度传感器，准确控制样品温度与辐照度，使其满足预定温度循环曲线和辐照度曲线。

　　c) 每次达到 25 次、50 次、100 次温度循环后，在避光处恢复至 25 ℃, 然后进行 I-V 测试。如果需要更严苛的老化测试，可将温度循环次数延长至 200 次。

　　5.6 光热循环测试循环次数衰减率计算

　　光伏电池和组件的衰减比例计算方法：

　　每达到25次、50次、100次温度循环后，按照公式(1)分别计算样品的衰减比例：

　　式中：

　　i ——温度循环次数， i为 25，50 或 100;

　　pmax (0) ——样品的初始最大功率值;

　　pmax (i) ——样品在第 i次温度循环后的最大功率值;

　　αi ——样品在第 i次温度循环后的pmax 衰减比例。

　　若αi > 5%，则应终止测试。

　　5.7 EL 测试与电池测量

　　每达到25次、50次、100次循环后，观察样品外观是否存在异常变化。对于I-V曲线存在异常的样品，需进行异常记录，并进行EL测试，依据T/CPIA 0020—2020确认样品是否存在断栅或栅线缺失、暗片、絮状黑图、污染及摩擦痕迹、裂纹等异常。样品的异常应记录在最终的报告中，异常样品的后续衰减步骤不再进行。

　　5.8 光热循环测试终止方案

　　温度循环次数达到100次，终止测试，终止测试后的样品按照5.2测试其I-V特性，按照5.6计算其光热循环衰减率，并对其进行外观检查和最终EL测试。

　　6 测试报告

　　光伏电池和组件的测试报告应包含以下内容：

　　a) 样品类型、规格型号、数量和编号;

　　a) 测试仪器名称和型号;

　　b) 样品测试时间;

　　c) 样品光热循环测试初始和最终 I-V 特性、光热循环测试衰减率;

　　d) 样品光热循环测试时间;

　　e) 样品的初始和最终 I-V 特性，至少包括 Pmax 、VOC 、 ISC 、FF;

　　f) 样品的每步循环后的最大功率值及功率衰减率;

　　g) 样品的初始和最终 EL 图像;

　　h) 典型的样品衰减曲线图，衰减曲线示意图参考附录 A;

　　i) 每批样品衰减比例的箱线图及均值;

　　j) 其它必要信息。

　　附 录 A

　　(资料性)

　　样品衰减曲线示意图

　　A.1 光热循环致衰减曲线示意图参见图 A.1。

　　图 A.1 钙钛矿光伏电池光热循环致衰减曲线示意图