双面组件 | 单面检测or双面检测？

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双面组件就在那里，似乎触手可及。但即使制造商进一步承担跨越各种技术的双面组件生产的能力，仍然存在需要克服的挑战，以实现双面组件将占未来十年内生产的所有组件比例的40％的预测。在电池和组件生产结束时进行的功率测试就是其中之一，设备供应商对于这个制造阶段应如何处理双面电池和组件存在很多争论。

IEC发布的即将出台的标准规定，如果使用适用的参考组件，单独的正面效率测试可以提供精确的电池表征，且工艺变化要保持在5％以下。

由双面组件提供的性能提升主要是取决于一系列的安装之间相差因素，如地面的颜色对光反射的影响，以及高度和组件间距的影响。通常，“效率提升区间在5％至30％之间。” 但是投资者和项目所有者希望得到更多的确定性，使得利用双面组件的项目更难以融资，并且还可能导致这些项目通过简单的优化而错过额外的输出。

想获得对双面组件性能的更好理解将涉及在该领域中进行的大量测试。第一阶段是在生产线上进行的效率测试，这决定了电池/组件的效率和额定功率。在这个领域存在很多争论，首先围绕如何表达双面增强 - 额定功率额定值，额外能量产量，或使用'双面系数'测量 - 以及效率测试应该如何进行。

双面效率检测器

一些效率测试设备制造商推出了允许双面同时检测的机器，并指出这是确保精确表征的唯一方法。其他人认为单面测量，结合了用于后侧的参考组件，是足够的精确测量，而双面测量检测减少了吞吐量并增加了不必要的复杂性，以生产过程，以及需要用于新的工具大资本支出投资。

德国的halm elektronik GmbH是一家制造商，推出了一种带有两个光源的工具，用于电池片的双面检测——cetisPV-IUCT-BF-3600，该公司似乎相信这将成为行业测试双面组件的方式，更多的商业基础。 Klaus Ramspeck，Halm的研发总监说：“如果在一个测试站进行双面输出功率会增加更大的不确定性，或者如果使用两个工作站和翻转站会增加成本，单侧测试似乎不是未来测试双面电池的好选择，这也是市场反映给我们的原因：越来越多的生产双面电池的客户转而使用双面测量设备来获得精确的结果。”

其他市场上有双面电池或组件效率检测器的制造商包括德国的Wavelabs，意大利工具制造商Ecoprogetti和中国的Gsolar。在效率测试期间将双方考虑在内似乎符合当前的趋势，制造商正在寻找更精细的数据，以优化其流程并确保质量。Wavelabs的销售主管Jason Nutter说：“我们认为双方都必须在一个太阳强度下检测 。如果你只是单面检测，你将无法理解组件的额定功率或双面性。”

他继续解释说，问题实际上是制造条件的变化，甚至两个组件单元一个接一个地产生最终会产生不同程度的双面性。如果所有的电池片和组件都是在理想条件下制造的，并且双面性变化很紧，那么你就可以使用单面测试仪，但是看到组件和电池片目前在双面性方面存在很大差异，对我们来说，你需要双面检测才能准确理解。

单面检测

Meyer Burger子公司Pasan的产品和服务主管Gregory Bordogna说：“效率检测设备的其他供应商坚持使用单面检测，并声称将双面检测集成到生产线中所增加的成本和复杂性对于许多制造商而言并不值得。我认为不需要将（双面同时检测）转移到生产中，实施起来非常昂贵和复杂。”

Bordogna接着指出，决定实施哪种测试类型也取决于供应商的商业模式，专用电池供应商更有可能在生产过程中看到双面同时检测的好处，因为这可以让他们提高额定功率和为他们的产品增加价值。一些电池制造商正在进行双面检测，他解释道。“许多人还希望保持他们的选择，至少要求升级到双面测试。这是我们越来越多地向客户做出的承诺。”

与双面组件的大多数方面一样，双面检测解决方案的开发还处于早期阶段，很少有早期的例子可以学习。国际电工委员会（IEC）的现行标准描述了适用于双面电池效率测试的单面和双面测试。然而，应该注意的是，该标准（IEC TS 60906-1-2）是针对“光伏器件”而制定的，主要基于组件级。IEC内的第二个工作组也正在制定一个特定于电池片测试的标准，尽管这也将制定适用的两种测试类型。

对于仅在正面检测的双面产品，在实验室中测试和校准的参考电池用于背面的性能。IEC标准规定，所提供的工艺变化保持在5％以内，这将提供高度准确的表征。Bordogna说：“IEC的结论是基于将不同检测方法的结果与现场性能结果进行比较的实验，百分之五不是任意数字。”

建模性能检测

总部位于比利时的研究机构imec开发了一种双面模拟框架，据称可以计算任何双面光伏系统的预期电量产量。该框架利用这些计算中的效率测试数据，无论是产品数据表还是imec进行的测试，其创建者都表示准确的后端性能数据对于理解现场性能至关重要。imec光伏组件和系统活动研发经理Eszter Voroshazi说：“捕获光伏组件前后两侧光强依赖性行为是必不可少的输入，我认为这是工业建模的重要输入元素，包含在双面模块数据表中。与前侧I-V曲线类似，应包括来自后方的不同强度的几条I-V曲线。“

鉴于有可能更接近现场模拟条件，对双面测试解决方案有一定的兴趣。但IEC发现使用补偿方法也可以获得准确结果，并且会使一些制造商避免额外投资。

Halm的Ramspeck表示，该公司的电池片效率检测器的各种创新等成本是可控的。他表明该工具的成本比典型的单面检测器高出约35％，并估计由于背面使用了第二个灯泡，运营成本增加了约0.002美元/瓦，他说仪器寿命大约五百万次闪光测试。他还指出，最初的报告表明，背面的表现可能与该领域的退化有关。Ramspeck解释说：“第一个客户报告也表明，背面低效率也可能与电池的退化行为相关，虽然前端效率没有差异。”

余下的挑战

除了额外的成本之外，在生产线上添加背面测试还会带来更多复杂性。关于背面的最佳强度以及影响精度的两个光源之间的干扰的潜在问题仍继续存在争议。虽然这两个问题都可以在工具的设计中得到解决，但Ramspeck指出的另一个问题可能具有更广泛的影响，是基于双面输出对电池进行检测和分类所需的类别的增加。他解释说：“市场需要调整，双面电池为双面输出而不是单面，对正面和背面效率进行分级会导致分拣分类数量大幅增加，这超出了分拣机的操作空间。”

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编译：pv-magazine

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