當晶體矽標準不適用時，柔性鈣鈦礦如何克服測試困境？

科學高效的檢測和測試技術有助於更好地了解和改進產品。柔性鈣鈦礦（FPSC）的測試要考慮其柔韌性、薄度、明暗交替、低光源性能、消耗特性等。這些項目與傳統光電不同，現有的檢測技術並不完全適用。目前，FPSC正處於產業化的關鍵時期，但檢測系統的不完善限制了其發展的步伐，這是一個急需填補的空白。本文將聚焦在實際研發產業化上尚柔遇到的檢測問題，以期為鈣鈦礦業的品質檢測提供一些參考。

如今，FPSC組件的品質檢測技術可從電池材料、封裝材料、組件、輔助材料、應用產品等多角度考慮。由於篇幅有限，本文將聚焦在封裝材料和柔性組件兩個維度。

包裝材料

測試系統得到改進

封裝材料，作為保護電池的屏障，在提供保護的同時，還可以透過改變物理和化學性能來提高組件的發電效率。目前，國內外已建立了較完善的包裝材料可靠性測試系統。主流測驗是IEC 62788系列。此外，也制定了GB/T 31034、GB/T 29848、NB/T 10200等國家、業界、團體標準等國內標準。測試對象涉及背板、膠膜、封邊膠等多種材料，測試內容豐富完整，如圖1所示。但上述標準和測試僅考慮單一應力條件的影響，基於這些條件的研究和測試顯然不夠完善。透過多應力綜合老化測試，不僅更適合產品的實際應用，也是包裝材料向高品質發展的必經之路。

目前，包裝材料的綜合老化序列主要來自成分測試，如：IEC 61730中涉及的Sequence B序列（濕熱+紫外線+濕冷凍）、IEC 63209中的Sequence 3（濕熱+紫外線+熱循環）以及IEC 63163各級別的老化序列。測試內容如圖2-5所示。這類測試更多的是一系列應力條件，不涉及濕UV、高低溫UV等多種應力的同時共存。未來應該改進此類測試。

目前，上柔正在製定包裝材料綜合老化檢測具體方案。整合多個標準序列，制定「濕熱+紫外線照射+熱循環」應力同步老化方案（如85℃/85%RH濕熱+紫外線照射+（-40℃~85℃）熱循環），並針對FPSC的柔性特性添加動態彎曲（半徑5-100mm，1000-10000次循環）和多應力耦合測試。老化後，根據GBT 26253/ASTM F3299標準測量水蒸氣透過率。

靈活的組件

系統可靠度測試亟待完善

目前晶體矽電池的測試技術已經比較完善。目前國內外晶體矽的主流測試方法都是基於IEC 61215、IEC 61730、IEC 61853、IEC 60904等業界標準建構的可靠性測試系統。鈣鈦礦產業化進展較晚，由於其與晶矽的差異，晶矽的測試方案並不完全適用。現階段鈣鈦礦電池的測試內容是結合IEC、ISOS等業界標準制定的。業界尚無系統的可靠性測試，各第三方機構的測試標準尚未統一。。同時，除了對晶體矽進行同樣的測試外，針對鈣鈦礦的特殊性能，還需要增加暗環境、明暗交替、電偏壓等新的應力條件測試。。今後應增加ISOS-M、ISOS-TM、ISOS-LM等試驗來檢驗構件的彎曲性能。此外，鈣鈦礦微光發電的特性使得低輻照度和室內光源條件下的組件可靠性測試成為需要迫切考慮的重要議題。

上柔新能源結合鈣鈦礦電池特殊的應力影響因素，建立了以組件IV測試為基礎，結合EL、PL、MPPT等表徵測試技術的綜合老化測試體系，重點關注光衰減並增加其他應力條件。，現有ISOS協定中已經有這樣的測試，例如：ISOS-LT（明暗交替+高低溫循環）、ISOS-LC（明暗交替+恆濕熱循環）。此類測試未來將會改進，包括但不限於增加ISOS-LM（光衰減+彎曲）、光衰減+恆濕熱+高低溫循環，以及類似IEC 63209序列三的多循環應力測試。此外，在產品品質控制層面，上柔各類柔性組件均以IEC TS 63163 Category 3作為抽檢的最低標準要求，並根據目標場景和客戶更嚴格的要求進行額外測試作為補充。

2024年，上柔新能源建成國內首個柔性鈣鈦礦可靠度分析測試中心。擁有數十台光衰減、紫外線、熱循環設備、大型步入式老化箱和眾多監控設備，嚴格執行ISO 17025實驗室管理系統標準。結合公司豐富的研發產業化經驗和目前行業標準共識，開創性地建立了一套行業領先的「多維度可靠性評估體系」，創新地建立了綜合光老化、綜合UV、弱光性能校準、彎曲強度測試等測試項目，充分保障公司產品的可靠性和高效性。目前我們已與各大產業領導者客戶合作，進行產品適配與優化。新的智慧化量產基地將於年底建成，將實現年產600萬片柔性鈣鈦礦組件的產能。

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