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光伏 PID 系列④:PID 怎么测?测试报告怎么看? ​

光伏 PID 系列 · 第 4 篇

前三篇讲的是 PID “为什么会发生”。这一篇换个角度:一款组件抗不抗 PID,实验室是怎么测出来的?厂家递过来的那份“PID 测试通过”的报告,又该怎么看?

01PID 测试在做什么 ​

PID 在户外是一个以年计的慢过程,实验室不可能等。测试的思路,就是把第三篇讲的几个因素同时“拧到头”,用几天时间逼出问题:

旋钮户外实验室
电压随位置和光照变化恒定施加最大系统电压
温度随昼夜和季节变化恒定 60 °C 或 85 °C
表面导电偶尔结露、下雨持续高湿,或直接贴导电箔
时间若干年几十到几百小时

其中“让玻璃表面导电”有两种做法,也就对应了两类测试方法。

图1 PID 测试的两类加压方式:环境箱法与铝箔法

图1 PID 测试的两类加压方式:环境箱法与铝箔法

  • 环境箱法:把组件放进高温高湿的环境箱,靠水汽让表面导电,更贴近真实的受潮状态;但应力往往集中在靠近边框的区域,组件中部相对偏弱。
  • 铝箔法:在常温、较低湿度下,把导电箔贴满组件表面并接地,整面受压均匀、设备简单;但它“抹平”了边框、夹具、安装方式这些设计上的差别,也不包含湿热对材料本身的影响。
标准自己的提醒

两种方法得到的结果并不等价;它们都是“筛选测试”,都没有包含自然环境中影响 PID 速率的全部因素。这句话写在标准的正文里,读报告时值得记住。

02一张标准地图 ​

围绕晶硅组件的 PID 测试,目前最常遇到的是下面三类文件。

IEC TS 62804-1:专门讲 PID 怎么测 ​

这是 PID 测试的“方法标准”(技术规范)。2015 年发布的第 1 版规定了上面两种暗态测试方法,常见的示例条件是 60 °C、85 % 相对湿度、96 小时。

2025 年 6 月,第 2 版发布并替代了第 1 版,主要变化有两条:一是新增了专门针对 PID-p 的测试程序,把紫外光引入测试;二是新增了紫外光下 PID-p 恢复程度的测试程序。新版的适用范围是带钝化介质层的晶硅电池组件,薄膜、叠层和异质结不在范围内,但可以参照使用。

IEC 61215-2:2021:把 PID 纳入组件鉴定 ​

IEC 61215 是晶硅组件的设计鉴定标准。2021 版把 PID 测试列为其中一项(编号 MQT 21),测试方法引用 IEC TS 62804-1,条件是 85 °C、85 % 相对湿度、96 小时,施加组件标称的最大系统电压;如果组件不限定接地极性,正、负两个极性都要测。

需要注意的是,IEC 61215-1:2021 对 MQT 21 的通过判据主要是外观无重大缺陷、湿漏电流合格,功率衰减要求如实记录在报告里。常说的“衰减不超过 5%”,多是客户合同或认证机构附加的判据,并非这一项的统一门槛。

第三方加严测试:拉长时间、加上恢复 ​

认证测试回答的是“及不及格”,区分不出“好”和“更好”。因此行业里普遍会做更严的第三方测试。以 Kiwa PVEL 的产品认证计划(PQP)为例:同样是 85 °C、85 % 相对湿度,时间加倍到 192 小时,以负极性为主、同时报告正极性结果;对衰减明显的样品,还会追加短时紫外照射,判断衰减里有多少属于可逆的 PID-p。

图2 常见的三档暗态 PID 测试条件

图2 常见的三档暗态 PID 测试条件

文件定位典型条件
IEC TS 62804-1测试方法(技术规范)示例:60 °C / 85 % RH / 96 h;2025 版增加紫外与恢复
IEC 61215-2:2021 MQT 21组件设计鉴定中的一项85 °C / 85 % RH / 96 h,最大系统电压
第三方加严测试横向比较、采购依据85 °C / 85 % RH / 192 h,正负极性,附恢复评估

03一次测试是怎么走完的 ​

图3 PID 测试的基本流程

图3 PID 测试的基本流程

流程本身不复杂:测试前做完整的初始表征,施加应力,取出后在规定时间内复测,用前后功率的差值对照判据。几个细节决定了数据靠不靠谱:

  • 电压怎么加。组件边框接地,电池回路(正负极短接后)对边框施加电压。施加负电压还是正电压,对应的是组件在组串负极端还是正极端的工况。
  • 初始状态。测试前组件需要先稳定,否则光致衰减等其他效应会混进结果里。
  • 复测时机。PID-p 撤压后会自行恢复,见光恢复得更快。从取出到复测隔了多久、期间有没有见光,都会影响读数。

04为什么要把“光”加进测试 ​

传统 PID 测试都在暗态下进行。对 P 型电池的 PID-s,这没有问题:钠离子造成的分流不会因为见光就消失。

但对 PID-p 就不一样了。第二篇提到过:光照、尤其是紫外光,会让积聚的电荷泄放掉。组件在户外白天一边受电压、一边晒太阳,实际衰减远没有暗态测试那么大。那篇里引用的 NREL 对 TOPCon 的测试,暗态衰减约 30%,加紫外后平均只有约 3%。

也就是说,暗态测试对 PID-p 是一种“最坏情况”,可能明显高估户外的真实损失。高估本身不是坏事,但它会让不同技术之间的比较失真。2025 版 IEC TS 62804-1 加入紫外光和恢复测试,正是为了让结果更接近现场。

这也带来一个新的读报告要点:同一款组件,“暗态 96 小时后的衰减”和“恢复后的衰减”可以是两个差别很大的数字,一定要看清报告给的是哪一个。

05读报告的“六问” ​

图4 阅读 PID 测试报告时要确认的六件事

图4 阅读 PID 测试报告时要确认的六件事

  • ① 标准与版本。IEC TS 62804-1:2015 已于 2025 年 6 月被新版替代。旧版报告并非无效,但要知道它不含带光照的 PID-p 测试。
  • ② 测试条件。60 °C 和 85 °C 的严苛程度相差很大,96 小时和 192 小时也不可同日而语。只写“通过 PID 测试”而不给条件的说法,信息量有限。
  • ③ 极性。P 型时代只关心负偏压。N 型和双面组件的敏感极性因设计而异,两个极性的数据都应该有。
  • ④ 样品 BOM。第三篇讲过,胶膜和电池膜层对 PID 影响极大。报告里的样品如果用的是 POE,而供货换成了 EVA,那份报告就不能代表到货的组件。
  • ⑤ 结果与判据。看具体的衰减百分比,而不只是“通过”。双面组件要分别看正面和背面的功率变化,背面的 PID 很容易被正面数据掩盖。有 EL 对比图更好。
  • ⑥ 光照与恢复。数据是暗态取出后直接测的,还是经过光照或紫外恢复后测的?两者都有价值,但不能混着比。
关于“PID-free”“抗 PID”

这类说法不是标准术语,标准里没有定义什么叫“零 PID”。它通常只表示“在某个条件下通过了测试”。要判断含金量,还是得回到上面六个问题。

06行业现在是什么水平 ​

图5 Kiwa PVEL 2026 记分卡中的 PID 测试数据

图5 Kiwa PVEL 2026 记分卡中的 PID 测试数据

Kiwa PVEL 于 2026 年 5 月发布了第 12 版记分卡,统计的是 2025 年生产的 BOM。经过 192 小时负极性加严测试后,功率衰减的中位数为 1.1%(上一期 1.5%),83% 的 BOM 衰减低于 2%(上一期 72%),主流产品的抗 PID 水平总体在提升。不过,仍有 15% 的 BOM 在 PID 测试中出现过至少一项失效,失效形式除了功率损失,还包括脱层、安全和旁路二极管问题。

另外两个数字更值得玩味:出现 PID 功率失效的 BOM 中,83%(6 个中有 5 个)属于 PID-p;82% 的 BOM 在负极性下衰减更大。这与前几篇的结论一致:N 型时代,PID 的主角已经从钠离子分流换成了极化,而负极端依然是重灾区。

07写在最后 ​

小结

● PID 测试是把电压、温度、表面导电同时拉满的加速筛选,有环境箱法和铝箔法两类。
● IEC TS 62804-1 讲方法,2025 版新增带紫外光的 PID-p 测试和恢复测试;IEC 61215-2 的 MQT 21 把 PID 纳入组件鉴定。
● 暗态测试可能高估 PID-p 的户外衰减,读数时要分清“恢复前”还是“恢复后”。
● 读报告先问六件事:标准、条件、极性、BOM、结果、恢复。

理论和测试都讲完了,最后一篇回到现场:电站已经出现了疑似 PID,怎么排查、怎么恢复,新建项目又该怎么预防?我们下一篇收官。本文为光伏 PID 系列第 4 篇,欢迎关注后续更新,也欢迎与我们交流。

数据口径:图 5 及第 06 节数据来自 Kiwa PVEL《2026 光伏组件可靠性记分卡》PID 页面,对应 2025 年生产的 BOM,衰减为 PID(−) 192 小时后的结果;“上一期”指 2024 年生产的 BOM。TOPCon 暗态约 30%、紫外下约 3% 的数据来自 NREL 的加速测试,为该研究样品的平均值。

参考资料

  1. IEC TS 62804-1:2025 (Ed. 2), Photovoltaic (PV) modules – Test methods for the detection of potential-induced degradation – Part 1: Crystalline silicon:webstore.iec.ch
  2. IEC 61215-1:2021 / IEC 61215-2:2021, Terrestrial photovoltaic (PV) modules – Design qualification and type approval(MQT 21)
  3. Kiwa PVEL, 2026 PV Module Reliability Scorecard – PID:scorecard.pvel.com/pid
  4. PV Tech:Module test failures continue to increase in Kiwa PVEL’s 2026 Module Reliability Scorecard:pv-tech.org
  5. P. Hacke, et al. Field-representative evaluation of PID-polarization in TOPCon PV modules by accelerated stress testing. Progress in Photovoltaics 32(5), 2024. NREL/JA-5K00-88644
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