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2015年，中國太陽能光伏發(fā)電累計并網(wǎng)容量達到4158萬千瓦，超越德國成為世界光伏第一應(yīng)用大國。幅員遼闊的中國成為理想的光伏電站建設(shè)地，但中國氣候類型多樣，包括大面積的嚴苛氣候類型如荒漠、高原和熱帶等，這些地區(qū)不同的氣候條件對光伏電站的建設(shè)及發(fā)電系統(tǒng)形成很大挑戰(zhàn)。

組件是光伏發(fā)電系統(tǒng)重要的組成設(shè)備之一，其質(zhì)量決定電站的長期發(fā)電量。現(xiàn)階段，人們主要通過實驗室檢測來了解組件和材料的性能，但測試設(shè)備難以模擬戶外各種復(fù)雜氣候條件以提出更恰當(dāng)?shù)臋z測標(biāo)準。在諸多不足的背景下，最具代表性和參考意義的性能數(shù)據(jù)只能通過檢測光伏組件在戶外使用下的實際性能獲得。

從實驗室到戶外，從理論分析到規(guī)模應(yīng)用

2011年，杜邦光伏解決方案啟動了一項全球性的戶外光伏組件研究項目，涵蓋不同地區(qū)及氣候范圍，重點研究組件可靠性及其它影響組件完整性的問題。2011-2014年，該研究共涵蓋全球60多個光伏發(fā)電裝置，項目規(guī)模從1kW 至 20MW，累計規(guī)模達200MW以上。

所有研究組件中41%存在外觀失效，詳細失效分類可見圖1。其中，24%的失效來自于電池，包括熱斑（通過紅外成像儀識別）、連接處的燒痕和裂痕（通過蝸牛紋識別）。背板失效比占到9%，是組件除電池以外失效比例最高的部件。背板作為保護層，其耐久性不足導(dǎo)致的電池性能降低和功率衰減增加則會直接損害投資收益。同時，背板關(guān)系到組件的絕緣和耐久性，因此掌握組件在國內(nèi)各類型氣候下運行和材料失效情況，將最大程度地降低組件在不同惡劣環(huán)境下所帶來的發(fā)電損失。