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近日，記者獲悉部分戶外安裝4至5年的光伏組件出現背板開裂問題。項目業主百思不得其解，一方面提示運維人員注意避免造成觸電事故，并向組件廠家提出質保索賠。
自德國開展光伏FIT補貼計劃算起，中國光伏行業歷經迅猛發展已將近十年，其間歷經過供不應求的大好市況，也在2011-2012年間飽嘗價格一泄千里的熊市。當時，外有雙反，內有價格戰，很多組件廠都出現嚴重虧損，面臨生存危機。在內外夾擊的雙重壓力下，一些廠家為了謀求短期利潤，采取了降本策略，一是改進生產工藝，提升良率；二是變更材料清單、引入低成本新材料。
時隔5年，這一大批使用未經驗證材料的組件已經開始大規模出現失效，其投資回收期遠遠低于一般行業10到25年的質保年限。組件廠家需面對接踵而來的質量索賠，結果是因小失大，使投資人望之卻步，更打擊了對行業發展的信心。
如今歷史似乎正在重演，光伏全產業鏈正歷經新一輪的價格調整。據產業機構EnergyTrend調研顯示，隨著今年“630搶裝潮”的落幕，7月以來，整個光伏市場需求驟降、訂單變少、庫存持續積壓，包括硅片、電池及組件在內的光伏產業鏈上下游品種價格已出現全面下滑。為了避免歷史重演，光伏從業人員應以史為鑒，真正從光伏材料這一源頭把控質量，從而促進我國光伏產業健康可持續發展。
一個真實案例
2012年，中國西部的某光伏電站順利并網，嶄新的組件在充足的陽光下熠熠發光。并網典禮上，所有人眼中都充滿了對未來的期望。
2013年，在對組件進行的隨機抽樣檢測中，盡管肉眼看到的外觀并無顯著變化，但通過顯微鏡可清楚觀察到背板表面出現大量微裂紋。
2016年，市場上開始聽到越來越多只安裝了4-5年的組件出現背板開裂的問題，三年前看到的微裂紋已經變成更長更深的宏觀裂紋；很多裂紋沿焊帶形成，具有明顯的漏電隱患。項目業主立即對電站運維人員警示了該安全風險，以免造成觸電事故，并向組件廠家提出質保索賠。
除了中國西部以外，在歐洲、東南亞和中國東部的電站，也陸續發現光伏組件出現了此類背板的開裂問題，安裝時間都在5年以內。根據10年產品質保的要求，組件廠應該對出現問題的組件進行更換。這無疑對廠商造成了巨大的財務和商譽損失。同時，項目業主也深感困惑，為何這些組件都通過了國際認證測試，還是無法避免此類的質量問題。
尋找根本原因
從光伏組件的安裝環境與使用條件來看，任何光伏組件中的材料都必須耐受25年以上的戶外氣候挑戰。尤其背板，作為光伏組件的最外層，對組件起到最關鍵的保護，因此對材料長期可靠性的要求非常高。此外，背板直接受到紫外、風沙、劇烈溫度改變的影響，也是最容易出現老化問題的材料之一。
盡管光伏行業要求25年的質保，但一直缺乏對長期老化性能的測試方法和標準，從而導致各種質量不一的材料都能夠通過測試，被應用在組件產品上。這些材料雖然短期內不會出現問題，但是一旦長時間在戶外曝曬，不到10年、甚至5年就會開始出現老化失效等問題，禁不住時間的考驗。
對于光伏的應用，行業急需發展更完善的測試方法，以更準確地預測背板材料的長期可靠性。
優化測試方法
首先，現階段行業慣用的測試方法普遍采用單項加速老化實驗，這完全不能模擬戶外實際情況(濕、熱、紫外、溫度變化同時發生)，當然無法真實反映材料在戶外老化的結果。
再者，部分測試標準偏低，無法體現背板材料在質保期間面對的戶外環境風險。以紫外測試劑量來說，荒漠25年的累積紫外劑量大概在275kWh/m2，溫和氣候也大于170kWh/m2。而目前的認證測試只需要15 kWh/m2，和戶外25年老化所承受的劑量相差甚遠。
最后，現行的老化測試對材料老化后的力學性能關注不足，比如冷熱循環應力和動態機械載荷。而戶外失效往往是由于材料老化后力學性能下降導致的。
為了更好的模擬戶外老化應力對材料的影響，最好能采用更能反映戶外情況的序列老化測試，即在加速老化測試中將原來單項的紫外、濕熱和冷熱應力等老化因素測試按照一定順序對同一個樣品進行測試，這樣就能更好評估不同材料在長期老化性能方面的差異。
序列老化測試：
舉例來說，以序列老化測試對PVDF背板以及PVF背板進行序列老化測試后，PVDF背板出現了開裂現象，這說明由于PVDF薄膜橫向力學性能不佳，在老化后容易變脆，在冷熱循環應力下容易朝單一方向開裂；而PVF薄膜因為是雙向拉伸的成膜技術，所以不會有這種問題。
下圖是在北美地區戶外使用4年的PVDF背板形貌，平均開裂比例約57%，裂紋方向均沿縱向形成。
近幾年來，在降低成本的壓力下，光伏組件的關鍵材料產生很多質變，因此測試方法也必須因應眾多材料的加入而調整，以更好的區別各種材料之間的差異性，讓組件商、光伏投資業者有更好的依據可選擇適合光伏應用的材料。
延長使用壽命和降低功率衰減是保障項目投資回報和降低發電成本的重要因素。實地戶外是對光伏組件最終極的檢測，然而因應行業發展的變化，在測試方法上也有改善的空間，序列老化測試能夠更好對不同材料的長期可靠性進行甄別，應該被更加廣泛的使用。
自德國開展光伏FIT補貼計劃算起，中國光伏行業歷經迅猛發展已將近十年，其間歷經過供不應求的大好市況，也在2011-2012年間飽嘗價格一泄千里的熊市。當時，外有雙反，內有價格戰，很多組件廠都出現嚴重虧損，面臨生存危機。在內外夾擊的雙重壓力下，一些廠家為了謀求短期利潤，采取了降本策略，一是改進生產工藝，提升良率；二是變更材料清單、引入低成本新材料。
時隔5年，這一大批使用未經驗證材料的組件已經開始大規模出現失效，其投資回收期遠遠低于一般行業10到25年的質保年限。組件廠家需面對接踵而來的質量索賠，結果是因小失大，使投資人望之卻步，更打擊了對行業發展的信心。
如今歷史似乎正在重演，光伏全產業鏈正歷經新一輪的價格調整。據產業機構EnergyTrend調研顯示，隨著今年“630搶裝潮”的落幕，7月以來，整個光伏市場需求驟降、訂單變少、庫存持續積壓，包括硅片、電池及組件在內的光伏產業鏈上下游品種價格已出現全面下滑。為了避免歷史重演，光伏從業人員應以史為鑒，真正從光伏材料這一源頭把控質量，從而促進我國光伏產業健康可持續發展。
一個真實案例
2012年，中國西部的某光伏電站順利并網，嶄新的組件在充足的陽光下熠熠發光。并網典禮上，所有人眼中都充滿了對未來的期望。
2013年，在對組件進行的隨機抽樣檢測中，盡管肉眼看到的外觀并無顯著變化，但通過顯微鏡可清楚觀察到背板表面出現大量微裂紋。
2016年，市場上開始聽到越來越多只安裝了4-5年的組件出現背板開裂的問題，三年前看到的微裂紋已經變成更長更深的宏觀裂紋；很多裂紋沿焊帶形成，具有明顯的漏電隱患。項目業主立即對電站運維人員警示了該安全風險，以免造成觸電事故，并向組件廠家提出質保索賠。
除了中國西部以外，在歐洲、東南亞和中國東部的電站，也陸續發現光伏組件出現了此類背板的開裂問題，安裝時間都在5年以內。根據10年產品質保的要求，組件廠應該對出現問題的組件進行更換。這無疑對廠商造成了巨大的財務和商譽損失。同時，項目業主也深感困惑，為何這些組件都通過了國際認證測試，還是無法避免此類的質量問題。
尋找根本原因
從光伏組件的安裝環境與使用條件來看，任何光伏組件中的材料都必須耐受25年以上的戶外氣候挑戰。尤其背板，作為光伏組件的最外層，對組件起到最關鍵的保護，因此對材料長期可靠性的要求非常高。此外，背板直接受到紫外、風沙、劇烈溫度改變的影響，也是最容易出現老化問題的材料之一。
盡管光伏行業要求25年的質保，但一直缺乏對長期老化性能的測試方法和標準，從而導致各種質量不一的材料都能夠通過測試，被應用在組件產品上。這些材料雖然短期內不會出現問題，但是一旦長時間在戶外曝曬，不到10年、甚至5年就會開始出現老化失效等問題，禁不住時間的考驗。
對于光伏的應用，行業急需發展更完善的測試方法，以更準確地預測背板材料的長期可靠性。
優化測試方法
首先，現階段行業慣用的測試方法普遍采用單項加速老化實驗，這完全不能模擬戶外實際情況(濕、熱、紫外、溫度變化同時發生)，當然無法真實反映材料在戶外老化的結果。
再者，部分測試標準偏低，無法體現背板材料在質保期間面對的戶外環境風險。以紫外測試劑量來說，荒漠25年的累積紫外劑量大概在275kWh/m2，溫和氣候也大于170kWh/m2。而目前的認證測試只需要15 kWh/m2，和戶外25年老化所承受的劑量相差甚遠。
最后，現行的老化測試對材料老化后的力學性能關注不足，比如冷熱循環應力和動態機械載荷。而戶外失效往往是由于材料老化后力學性能下降導致的。
為了更好的模擬戶外老化應力對材料的影響，最好能采用更能反映戶外情況的序列老化測試，即在加速老化測試中將原來單項的紫外、濕熱和冷熱應力等老化因素測試按照一定順序對同一個樣品進行測試，這樣就能更好評估不同材料在長期老化性能方面的差異。
序列老化測試：
舉例來說，以序列老化測試對PVDF背板以及PVF背板進行序列老化測試后，PVDF背板出現了開裂現象，這說明由于PVDF薄膜橫向力學性能不佳，在老化后容易變脆，在冷熱循環應力下容易朝單一方向開裂；而PVF薄膜因為是雙向拉伸的成膜技術，所以不會有這種問題。
下圖是在北美地區戶外使用4年的PVDF背板形貌，平均開裂比例約57%，裂紋方向均沿縱向形成。
近幾年來，在降低成本的壓力下，光伏組件的關鍵材料產生很多質變，因此測試方法也必須因應眾多材料的加入而調整，以更好的區別各種材料之間的差異性，讓組件商、光伏投資業者有更好的依據可選擇適合光伏應用的材料。
延長使用壽命和降低功率衰減是保障項目投資回報和降低發電成本的重要因素。實地戶外是對光伏組件最終極的檢測，然而因應行業發展的變化，在測試方法上也有改善的空間，序列老化測試能夠更好對不同材料的長期可靠性進行甄別，應該被更加廣泛的使用。
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