TOPCon实测：3000小时湿热衰减<5%，中国光伏突围秘籍

当前，随着全球能源结构向清洁、可持续方向转型，光伏产业正迎来前所未有的发展机遇。其中，TOPCon（隧穿氧化层钝化接触）技术以其卓越的转换效率和稳定性，在全球光伏电池技术路线中占据越来越重要的位置。中国作为全球最大的光伏产品制造国和出口国，其在TOPCon技术领域的深耕与创新，直接关系到我国光伏产品在全球市场的竞争力。因此，深入理解和解决TOPCon组件在实际应用中的可靠性挑战，对于中国跨境光伏企业来说，是赢得未来竞争的关键。

在光伏组件的整个生命周期中，其长期稳定运行表现深受电池片先进设计与封装材料之间相互作用的影响。TOPCon技术带来了更高的电池效率、更薄的硅片以及不断演进的金属化方案，这些进步也对组件的封装系统提出了更高的要求。封装材料必须在数十年甚至更长的运行寿命中，有效抵御电气、化学和环境因素导致的性能衰减。

在2026年近期举办的一次外媒可靠光伏组件设计在线会议上，杭州福斯特的海外销售经理金波先生分享了关于“高效TOPCon光伏组件高质量封装解决方案”的专业见解，重点阐述了封装设计如何影响高效TOPCon组件的长期可靠性。

深入分析发现，TOPCon组件的可靠性风险主要可归结为三种主要的失效模式：湿热诱导腐蚀、潜在诱导衰减（PID）以及紫外线诱导衰减（UVID）。

湿热腐蚀与潜在诱导衰减 (PID)

湿热腐蚀和潜在诱导衰减（PID）是两个密切相关的现象。组件内部的水汽侵入和离子迁移，往往会同时加剧腐蚀反应，并驱动漏电流导致的性能衰减。在玻璃-玻璃（G2G）结构TOPCon组件的设计中，前侧选用聚烯烃弹性体（POE）或乙烯-聚烯烃-乙烯（EPE）作为封装胶膜，被认为是实现高可靠性的优选方案。

在严苛的PID测试条件下（85°C、85%相对湿度、-1500 V电压），采用POE或EPE封装结构的组件，经过288小时测试后，功率衰减通常能保持在2%以下，并且无需通过紫外线恢复。这充分展现了POE和EPE在抑制PID方面的优异性能，能够有效保障组件在恶劣环境下的长期稳定输出。

作为一种更具成本效益的替代方案，金波先生指出，双面采用抗酸型EVA（如S406P）也能提供可接受的PID表现。这种方案在综合PID和紫外线暴露后，组件的残余功率衰减可控制在3%以内，为追求成本效益的中国跨境企业提供了另一种选择。

湿热测试进一步凸显了不同封装材料对组件性能的影响。在长达3000小时的湿热暴露后，采用POE或EPE封装的G2G组件，其功率衰减仍能保持在5%以下，展现出卓越的耐湿热性能。相比之下，基于EVA的封装结构通常在1500小时后便开始出现更为明显的衰减。值得注意的是，抗酸型EVA相较于普通EVA，其耐腐蚀性有所提升。业内专家认为，湿热条件下的衰减主要源于水汽侵入导致的浆料腐蚀，而EVA及某些添加剂释放的酸性副产物会进一步加剧这一过程。

为进一步验证这一观点，研究人员在相同封装条件下，对采用不同银浆配方的TOPCon组件进行了对比测试。结果显示，即使在相同的EVA封装胶膜下，不同浆料的腐蚀行为也存在显著差异，这表明金属化浆料的选择对组件的耐腐蚀性具有决定性影响，必须与封装材料协同进行评估。这提示中国制造商在材料选型时，应注重封装系统各组成部分的兼容性与协同作用。

玻璃-背板（G2B）TOPCon组件的封装考量

对于玻璃-背板（G2B）TOPCon组件，福斯特重点展示了其TF4N POE前侧封装胶膜作为高可靠性解决方案。这种封装胶膜结合了低水汽透过率和电化学反应阻断特性，有效提升了组件对湿气驱动腐蚀的抵抗能力。在组件背面，可选用白色EVA或低酸型EVA搭配标准背板。

PID测试结果显示，采用TF4N基材和EP基材的前侧封装结构在192小时后，功率衰减均能保持在3%以下。然而，在湿热条件下，不同材料的性能差异更为显著。采用TF4N作为前侧封装的G2B组件，即使经过3000小时的湿热暴露，功率衰减仍能控制在5%以下，而其他替代前侧材料在长时间暴露后则表现出更高的衰减率。

金波先生还强调了电池片选择的重要性。在相同的封装和背板配置下，对不同类型的TOPCon电池片进行测试，其耐腐蚀性能存在显著差异。这再次强调了电池片本身的鲁棒性（robustness）对于组件，特别是玻璃-背板组件设计而言，依然至关重要。

在背板选择方面，测试结果出现了一些令人深思的发现。在湿热测试中，标准聚合物背板的性能甚至优于某些低水汽透过率（low-WVTR）聚合物设计。金波先生解释说，尽管低水汽透过率背板能够限制外部水汽的侵入，但它们也可能将组件内部产生的湿气和酸性物质困在其中。对于需要极端防潮控制的应用场景，业内建议采用铝箔背板，因为其能够同时消除水汽侵入和内部累积效应。这为我国跨境光伏项目在选择组件材料时提供了更为全面的参考。

紫外线诱导衰减 (UVID) 的挑战与对策

金波先生解释说，尽管TOPCon电池片在光致衰减（BO-LID）和光照及高温诱导衰减（LeTID）方面表现良好，但它们对紫外线相关的衰减较为敏感。长时间的紫外线暴露可能会降解N型电池片的钝化层，使得前侧的紫外线管理变得越来越重要。

针对这一挑战，福斯特提出了两种基于封装的缓解策略：紫外截止膜和紫外下转换膜。

1. 紫外截止膜： 一种320纳米的紫外截止膜被证明能够在保护效果和性能之间取得有效平衡。虽然标准的紫外截止膜可能会显著降低组件功率，但320纳米的设计能将一个580瓦TOPCon组件的初始功率损失限制在约2瓦左右，同时在UV60测试后，将紫外线诱导衰减相关的功率损失控制在1%以下。该薄膜可见光透过率保持在90%以上，并在紫外线和湿热老化测试中显示出良好的抗变色性能。

2. 紫外下转换膜： 在第二种方法中，紫外下转换技术用于将吸收的紫外光子转化为可见光。福斯特的薄膜能够吸收320-380纳米范围内的紫外辐射，并将其再发射到可见光谱中，峰值约为425纳米。测试表明，这些薄膜几乎可以阻挡所有有害的紫外线辐射，同时将初始功率损失控制在1瓦以下，并在UV60测试后将衰减限制在1%以内。这种技术不仅提供了紫外线防护，还能够将部分原本无用的紫外光能转化为对发电有益的可见光，这对于提升组件整体效率具有积极意义。

总结与展望

综合来看，TOPCon组件的长期可靠性是其在全球市场取得成功的基石。封装材料的选择与设计在其中扮演着至关重要的角色。对于玻璃-玻璃TOPCon组件，POE或EPE作为前侧封装材料，能够提供最高的可靠性；而双面抗酸型EVA则是一种兼顾成本效益的替代方案。对于玻璃-背板TOPCon组件，前侧选用TF4N POE，配合低酸型EVA和标准背板是推荐方案；在对湿气控制要求极高的应用场景，则应优先考虑铝箔背板。为了有效规避紫外线诱导衰减的风险，前侧可根据具体需求选用紫外截止膜或紫外下转换膜。

对于中国的跨境光伏从业者而言，这些深入的材料选择和设计考量无疑提供了宝贵的参考。在全球光伏市场竞争日益激烈的背景下，持续关注和应用最新的封装技术，优化组件设计，确保产品在不同气候和安装条件下的长期可靠性，不仅是提升产品附加值的关键，更是维护“中国制造”在国际市场声誉的重要保障。我们应持续加大研发投入，推动封装材料与技术创新，以更优质、更可靠的产品服务全球清洁能源发展。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/topcon-pv-3000h-wet-heat-less-5-deg-china-win.html