TOPCon電池顯現(xiàn)意外衰減模式

新南威爾士大學(xué)的最新研究發(fā)現(xiàn)，光伏組件測(cè)試中存在未能捕捉真實(shí)場(chǎng)景下衰減情景的缺陷，因此呼吁進(jìn)行全行業(yè)范圍的測(cè)試協(xié)議修改。

多項(xiàng)研究表明，下一代光伏技術(shù)存在故障率加速上升，抗紫外線能力較弱的問(wèn)題。這一呼吁是在此之后提出的。

研究揭示了當(dāng)前光伏組件測(cè)試協(xié)議中的關(guān)鍵缺陷，研究人員發(fā)現(xiàn)，高達(dá)五分之一的光伏組件的衰減速度比平均水平快1.5倍、且更厚的氧化鋁層能為TOPCon電池提供更好的抗紫外線誘導(dǎo)衰減保護(hù)，因而主張對(duì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行根本性調(diào)整。

在與PV Tech Premium的對(duì)話中，來(lái)自新南威爾士大學(xué)光伏與可再生能源工程學(xué)院的Bram Hoex教授和Fiacre Rougieu博士指出，制造缺陷和不充分的測(cè)試協(xié)議是導(dǎo)致組件過(guò)早失效的主要原因，有些系統(tǒng)可能在25年壽期節(jié)點(diǎn)損失45%的輸出功率，或者在短短11年內(nèi)就達(dá)到使用壽命終點(diǎn)。

多重壓力源測(cè)試成為一項(xiàng)關(guān)鍵要求  

Fiacre Rougieu強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前的IEC 61215測(cè)試協(xié)議遺漏了那些導(dǎo)致極端衰減結(jié)果的組合因素。

“我們的研究表明，快速衰減的光伏組件更可能同時(shí)激活多種衰減模式，”Rougieux 解釋道。

“IEC 61215測(cè)試本質(zhì)上是一系列按特定順序進(jìn)行的、獨(dú)立的單一壓力源測(cè)試，因此很可能會(huì)遺漏那些導(dǎo)致極端結(jié)果的組合因素。”

IEC 61215是用于確立地面光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和型式批準(zhǔn)的主要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，旨在確保光伏組件能夠承受長(zhǎng)期戶外運(yùn)行。

該標(biāo)準(zhǔn)包含了環(huán)境耐久性測(cè)試(如紫外線暴露、濕度環(huán)境和熱循環(huán)測(cè)試)以及機(jī)械強(qiáng)度評(píng)估，包括抗載荷和抗冰雹性能。其目標(biāo)是確保晶硅和薄膜組件均不會(huì)過(guò)早失效。

研究團(tuán)隊(duì)建議制造商引入能更好反映真實(shí)戶外工況的多重壓力源鑒定和篩選測(cè)試，同時(shí)疊加熱量、濕度、電壓偏置和機(jī)械負(fù)載等因素。

“最具破壞性的情況通常出現(xiàn)在多種壓力同時(shí)作用而非單獨(dú)作用時(shí)，”Rougieux 指出，這凸顯出當(dāng)前分別評(píng)估各壓力因素的測(cè)試方法存在根本性缺陷。

這一發(fā)現(xiàn)對(duì)澳大利亞太陽(yáng)能市場(chǎng)具有重要影響。包括高強(qiáng)度紫外線照射、溫度循環(huán)和高濕度在內(nèi)，當(dāng)?shù)貒?yán)酷的環(huán)境條件恰恰構(gòu)成了當(dāng)前測(cè)試協(xié)議未能充分覆蓋的多重壓力源場(chǎng)景。

Bram Hoex教授主張大幅提高紫外線暴露測(cè)試劑量，將常用的15kWh提高到120kWh及以上，以符合更新后的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

"我強(qiáng)烈建議制造商在遠(yuǎn)高于目前常用劑量的紫外線暴露環(huán)境下測(cè)試其太陽(yáng)能電池，"Hoex表示。"這能幫助制造商就其可接受的衰減程度做出明智決策。"

該研究基于此前的研究發(fā)現(xiàn)。此前發(fā)現(xiàn)表明，更厚的氧化鋁層是限制TOPCon電池紫外線誘導(dǎo)衰減的主導(dǎo)參數(shù)。然而，Hoex同時(shí)警告，不要制定強(qiáng)制性的厚度標(biāo)準(zhǔn)并指出，除了單純?cè)黾友趸X厚度外，還存在多種緩解策略。

"我們的研究清楚表明，更厚的氧化鋁層有助于減少紫外線誘導(dǎo)衰減。盡管如此，還存在許多已知的、以及可能未知的其他方法來(lái)提高組件抗紫外線損傷的能力，"Hoex解釋道。

"因此，強(qiáng)制規(guī)定一個(gè)固定的氧化鋁厚度標(biāo)準(zhǔn)是錯(cuò)誤的做法。"

下一代技術(shù)面臨根本性挑戰(zhàn)

該研究揭示，包括TOPCon和HJT組件在內(nèi)的先進(jìn)太陽(yáng)能電池技術(shù)在接近理論性能極限時(shí)更易發(fā)生衰減。

"隨著硅太陽(yáng)能電池接近其理論性能極限，它們也變得更易受衰減的影響，"Hoex指出。

在創(chuàng)紀(jì)錄的TOPCon電池中，性能損失的容錯(cuò)空間變得極小，微小的紫外線誘導(dǎo)損傷就可能使損失翻倍，進(jìn)而導(dǎo)致超過(guò)20毫伏的電壓損失。

同等程度的損傷在PERC電池中造成的損失則低于5毫伏，這印證了效率提升會(huì)帶來(lái)新的可靠性挑戰(zhàn)。

"為了最大化效率，摻雜層被刻意做得更輕薄。因此，先進(jìn)電池設(shè)計(jì)可能會(huì)因?yàn)橥仍映叨鹊膿p傷遭受不成比例的損失，這些事實(shí)加劇了挑戰(zhàn)。"Hoex補(bǔ)充道，這凸顯了峰值性能與長(zhǎng)期耐久性之間的權(quán)衡關(guān)系。

財(cái)務(wù)模型需重新審視衰減現(xiàn)實(shí)

該研究結(jié)果對(duì)太陽(yáng)能項(xiàng)目融資和質(zhì)保結(jié)構(gòu)具有直接影響，尤其是在澳大利亞國(guó)家電力市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大可再生能源裝機(jī)容量的背景下。

Rougieux指出，當(dāng)前財(cái)務(wù)模型未能充分考慮有相當(dāng)比例的光伏組件存在加速衰減的情況。

"大多數(shù)太陽(yáng)能融資模型仍然假設(shè)穩(wěn)定的線性衰減率，并使用P50和P90(概率值)來(lái)覆蓋天氣和模型的不確定性，"Rougieux 表示。

"我們認(rèn)為，融資方也應(yīng)考慮到相當(dāng)一部分組件可能過(guò)早失效或衰減速度遠(yuǎn)超預(yù)期，并且測(cè)試項(xiàng)目在這些不利場(chǎng)景下是否仍能償還債務(wù)。"

這一建議還延伸至運(yùn)營(yíng)策略，建議投資者密切監(jiān)控性能表現(xiàn)，并為維修或更換性能不佳的組件預(yù)留資金或配置保險(xiǎn)。

兩位研究人員均主張進(jìn)行超越現(xiàn)行IEC標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)化獨(dú)立測(cè)試。Hoex以KIWA PVEL等組織為例，說(shuō)明了可實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)方向，但他認(rèn)為，行業(yè)還需更全面的解決方案。

"現(xiàn)有IEC測(cè)試并非旨在保證25年使用壽命；其主要目的是篩選出早期故障，"Hoex指出。"獨(dú)立測(cè)試機(jī)構(gòu)已展示出可實(shí)現(xiàn)的水平，但行業(yè)還需進(jìn)一步突破。"

新南威爾士大學(xué)正在制定能為長(zhǎng)期性能提供更貼合實(shí)際的評(píng)估的獨(dú)立測(cè)試協(xié)議，并與合作伙伴攜手，為強(qiáng)化測(cè)試方法的研究和商業(yè)應(yīng)用爭(zhēng)取資金支持。

對(duì)制造質(zhì)量控制的建議

該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)制造商的建議側(cè)重于工藝改進(jìn)，而非設(shè)定強(qiáng)制性材料規(guī)格。

其中一項(xiàng)關(guān)鍵建議是，對(duì)生產(chǎn)線隨機(jī)抽取的產(chǎn)品進(jìn)行更嚴(yán)格的獨(dú)立測(cè)試，所采用的測(cè)試協(xié)議需反映當(dāng)前對(duì)組件失效機(jī)制的認(rèn)知。

該方法既認(rèn)可制造成本壓力會(huì)引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題，又避免了過(guò)度限制性標(biāo)準(zhǔn)扼殺緩解策略創(chuàng)新的弊端。其重點(diǎn)轉(zhuǎn)向全面測(cè)試以捕捉真實(shí)場(chǎng)景下的衰減情況，并為制造商提供可用于工藝優(yōu)化的有效數(shù)據(jù)。

隨著澳大利亞太陽(yáng)能行業(yè)的持續(xù)快速擴(kuò)張，這些研究成果為確保在全球最具挑戰(zhàn)的太陽(yáng)能部署環(huán)境之一中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性和財(cái)務(wù)可行性，提供了至關(guān)重要的參考依據(jù)。

Pexapark歐美可再生能源定價(jià)面臨重大調(diào)整

隨著創(chuàng)紀(jì)錄的裝機(jī)水平與加劇的市場(chǎng)波動(dòng)及政策逆風(fēng)相互交織，歐美清潔能源定價(jià)將在2026年迎來(lái)一次決定性調(diào)整。

市場(chǎng)情報(bào)公司Pexapark發(fā)布的《2026年可再生能源市場(chǎng)展望》報(bào)告預(yù)測(cè)，隨著過(guò)去五年支撐購(gòu)電策略的商業(yè)假設(shè)被顛覆，歐盟和美國(guó)今年將出現(xiàn)所謂的"重大重構(gòu)定價(jià)"。

Pexapark指出，在歐洲，盡管2025年可再生能源發(fā)電量已占近半數(shù)，但結(jié)構(gòu)性波動(dòng)和價(jià)格惡性競(jìng)爭(zhēng)已成為"持續(xù)、系統(tǒng)性的"市場(chǎng)特征。在美國(guó)，由于特朗普政府逆轉(zhuǎn)了拜登時(shí)代對(duì)可再生能源的支持，創(chuàng)紀(jì)錄的裝機(jī)容量受到"政策驅(qū)動(dòng)逆風(fēng)"的沖擊。

Pexapark稱，其結(jié)果將是對(duì)可再生能源資產(chǎn)商業(yè)價(jià)值的根本性重估。

"2025年是可再生能源成為歐洲主導(dǎo)技術(shù)板塊的關(guān)鍵一年，但這一成功也帶來(lái)了復(fù)雜的新挑戰(zhàn)，"Pexapark首席運(yùn)營(yíng)官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Luca Pedretti表示。"我們正見證一場(chǎng)‘大重構(gòu)定價(jià)’，焦點(diǎn)不再僅僅是產(chǎn)能建設(shè)，而是管理結(jié)構(gòu)性加劇的市場(chǎng)波動(dòng)。制勝模式正從以資產(chǎn)為中心轉(zhuǎn)向以收益為中心。"

Pedretti在報(bào)告前言中補(bǔ)充表示，預(yù)測(cè)的重大重構(gòu)定價(jià)不僅僅是價(jià)格下調(diào)，更是對(duì)可再生能源主導(dǎo)體系中經(jīng)濟(jì)可行性"更深刻的重新評(píng)估"。"隨著市場(chǎng)調(diào)整，注意力正從表面價(jià)格轉(zhuǎn)向?qū)Σ煌Y(jié)構(gòu)、收益曲線和風(fēng)險(xiǎn)實(shí)際價(jià)值的更深入理解。"

Pexapark預(yù)測(cè)的變化體現(xiàn)在歐洲靈活購(gòu)買協(xié)議日益占據(jù)主導(dǎo)地位上。2025年，通過(guò)FPA簽署了近12GW或23GWh的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量，是2024年記錄的三倍。

相比之下，傳統(tǒng)購(gòu)電協(xié)議在歐洲的勢(shì)頭"降溫"，從2024年的15.3GW降至2025年的13.1GW。

Pexapark表示，在這些波動(dòng)的市場(chǎng)條件下，電力公司正占據(jù)中心舞臺(tái)。"憑借多元化的投資組合、下游市場(chǎng)覆蓋和強(qiáng)大的風(fēng)險(xiǎn)管理能力，電力公司正在發(fā)揮天然優(yōu)勢(shì)。"

因此，電力公司利用其投資組合規(guī)模、強(qiáng)勁的資產(chǎn)負(fù)債表和靈活性資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了同比超200%的PPA承購(gòu)量增長(zhǎng)，并在2025年占據(jù)了歐洲FPA合同總量的77%。

對(duì)于獨(dú)立發(fā)電商，Pexapark表示，傳統(tǒng)商業(yè)模式正被"改寫"，重點(diǎn)向下游轉(zhuǎn)移。"價(jià)值創(chuàng)造不再主要錨定在開發(fā)、資產(chǎn)所有權(quán)或長(zhǎng)期承購(gòu)協(xié)議本身，而在于在波動(dòng)、分散、日益嚴(yán)苛的電力市場(chǎng)中，管理獲取收入的能力。"

與此同時(shí)，在美國(guó)，盡管2025年太陽(yáng)能部署出現(xiàn)"急劇"增長(zhǎng)，但Pexapark重點(diǎn)指出，由于特朗普政府撤銷市場(chǎng)支持帶來(lái)的政策不確定性，市場(chǎng)壓力日益加劇。其結(jié)果是，購(gòu)電協(xié)議交易面臨壓力，Pexapark記錄顯示，2025年交易量下滑了22%。

展望未來(lái)，Pexapark表示，市場(chǎng)參與者已開始調(diào)整策略，混合型合同結(jié)構(gòu)正持續(xù)演進(jìn)以更好應(yīng)對(duì)收益風(fēng)險(xiǎn)和負(fù)電價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，靈活性解決方案正被更系統(tǒng)地納入投資和組合策略中。靈活性正日益被視為核心價(jià)值驅(qū)動(dòng)因素，而非事后補(bǔ)救措施。儲(chǔ)能技術(shù)、混合發(fā)電模式、結(jié)構(gòu)化購(gòu)電協(xié)議以及組合層面的戰(zhàn)略思維已不再是可有可無(wú)的附加選項(xiàng)。

"縱觀歐美，可再生能源電力市場(chǎng)正進(jìn)入一個(gè)全新階段，"Pedretti總結(jié)道。"隨著波動(dòng)性成為市場(chǎng)主導(dǎo)力量，靈活性正轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲膬r(jià)值來(lái)源。儲(chǔ)能技術(shù)、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化和組合層面戰(zhàn)略不再僅僅是提升收益的手段——它們是在當(dāng)今電力市場(chǎng)中保持可融資性和競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵要素。"