作者：克里斯·克罗威尔

太阳能电池组件的功率比以往任何时候都要高，但可靠性却在下降。

Kiwa PVEL和RETC/VDE Americas的最新数据显示，测试失败率惊人地上升——这并非源于极端天气，而是源于日常材料和设计缺陷。

随着光伏制造商竞相削减成本、提升性能，太阳能专业人士正面临着一个严峻的新现实：如今的光伏组件功率更大，但更脆弱。

01

好消息：组件通过冰雹考验

冰雹灾害一直令太阳能行业惊恐不已。

气候保险提供商kWh Analytics在审查理赔数据后估计，冰雹占太阳能项目保险理赔的6%，但按金额计算，冰雹造成的损失却超过72%。此外，自2018年以来，仅在美国德克萨斯州，与冰雹相关的太阳能项目损失就已超过6亿美元。

不过，好消息是：独立太阳能组件测试实验室 Kiwa PVEL 在其第11届年度光伏组件可靠性记分卡中指出，抗冰雹组件的测试结果非常出色。记分卡传达了 Kiwa PVEL 产品认证计划 (PQP) 可靠性和性能测试的关键信息。以下是一些关于抗冰雹组件测试的数据：

过去一年的测试进一步证明，3.2 毫米玻璃//背板模块和防冰雹设计比2.0 毫米玻璃//2.0 毫米玻璃模块更不容易受到玻璃破损的影响。

采用2.5 毫米玻璃//2.5 毫米玻璃或3.2 毫米玻璃//2.0毫米玻璃制成的防冰雹模块的首批BOM的玻璃破损率比3.2 毫米玻璃//背板和2.0 毫米玻璃//2.0 毫米玻璃都要低。

此类别中的最佳表现突出的是能够抵抗 40 毫米及以上冰雹玻璃破损的模块。

2025年记分卡数据集显示，冰雹过后功率衰减未超过2%。由于采用半片多主栅 (MBB) 电池，目前的组件设计受冰雹影响的功率损失相对较小。

此外，太阳能跟踪器冰雹收集策略也被证明可以降低冰雹风险。以下是 VDE Americas 高级首席工程师 Jon Previtali 对一项最新研究的解释，该研究源自kWh Analytics 的《2025 年风险报告》：

VDE Americas 采访了项目运营方以了解结果。A 站点以最近的极限角度（可能在西边）收起，并抵御了雷达估计的 40-50 毫米冰雹，没有损坏。B 站点正在建设中，并且已经进入冰雹收起状态（可能在东边），遭受了雷达估计的 50-75 毫米冰雹袭击，没有损坏。C 站点进入冰雹收起状态，遭受了雷达估计的 75-100 毫米冰雹袭击，由于飞溅的碎片和已知的跟踪器电机故障导致一组排组件无法正常收起，仅造成轻微损坏。C 站点的冰雹损坏有助于证明冰雹收起功能有效——未收起的模块遭受了冰雹损坏，而收起的模块没有。所有冰雹收起角度均为 52°，所有项目均采用 2.0 毫米/2.0 毫米双层玻璃面板。  

02

风险：其他所有方面都存在风险

Kiwa PVEL 2025 记分卡中一个引人注目的数字：

83%的组件制造商至少经历过一次测试失败，高于2024 年记分卡中报告的 66%，这已经是去年报告的最高比例。

组件在机械应力测试和冰雹应力序列中的破损，是主要的故障类型，但分层、功率损耗和接线盒相关问题也持续存在。

同样，RETC发布的光伏组件指数报告的初步版本也表达了同样的观点：

最近的测试还表明，新技术往往会以新的方式出现性能下降，暴露出结构缺陷的证据，例如——光伏组件边框和玻璃在机械载荷、循环载荷和弹道冲击测试中出现的故障。这些危险信号提醒行业利益相关者，必须对加速变革步伐以及创新与量产之间短暂时间间隔所固有的技术风险保持警惕。

纵观结果，没有灵丹妙药。在Kiwa PVEL记分卡中，只有21种型号在所有可靠性测试中均获得了“最佳表现”称号，其中只有3种型号在PAN测试中也获得了“最佳表现”。

03

破损和退化：现场故障模式不断增多

机械应力测试和模块破损： 20%的BOM在MSS测试中出现一次或多次故障。BOM级故障率较2023 年和2024 年记分卡中的7%有所上升。40%的制造商在 MSS测试中至少出现一次故障，其中除两家外，其余均为玻璃破损和/或框架损坏。

玻璃组件自发破损，是影响当今光伏组件可靠性的最主要问题。Kiwa PVEL了解到，这种情况在多个国家/地区发生，涉及多种组件型号，并安装在多种跟踪器/支架解决方案上。

“原因不止一个，”Kiwa PVEL 销售和市场副总裁Tristan Erion-Lorico说道。“玻璃不够坚固。玻璃上可能有瑕疵。框架设计不够牢固。安装方法也比较激进。玻璃和框架之间可能会直接接触。”

Erion-Lorico 解释了Kiwa PVEL越来越多地看到的导致破损的故障，涉及硅胶如何罩住模块框架：

“我们对现场破损的组件进行了横截面分析，发现硅胶并没有包住玻璃。现在，硅胶的用量与之前的组件相同，但你会发现它并没有包住玻璃，”他说。“我们还发现，由于边框壁变薄，或者框架底部的凸缘变窄，也会导致破损。”

但即使框架上的硅胶位置不够，也不会造成灾难性的破裂。“如果模块更大，玻璃不是全钢化安全玻璃，而且玻璃边缘有瑕疵，所有这些因素加在一起，就会导致破裂。”

湿热测试：TOPCon和HJT电池都比PERC更容易受到湿气腐蚀的影响，这一点在过去几年的一些湿热测试结果中有所体现。

“过去一年测试的TOPCon玻璃/玻璃组件的功率衰减中值为1.6%，而TOPCon 玻璃/背板组件的功率衰减中值为4.0%。虽然这对于玻璃/玻璃 TOPCon组件来说是一个好消息，但9%的制造商在湿热测试后发现其玻璃/玻璃组件边缘出现了分层故障，这凸显了正确层压的重要性。”

热循环测试：32%的制造商在热循环测试中至少遇到一次故障，高于2024 年记分卡的 20%。71%的受测BOM性能下降不到2%，低于2023 年的83%。对于 2025年记分卡数据集，在热循环测试后，90%的受测玻璃//玻璃 BOM 性能下降< 2%，而玻璃//背板 BOM性能下降为0%。

04

新发现：模块只要处于黑暗中就会衰减。

组件容易受到季节性情绪失调的影响。或者用Kiwa PVEL的话来说，就是暗存储退化，这是他们最近发现的一个问题。

经过紫外线诱导的衰减测试后，一个组件的衰减率下降了4.5%。然后，它被放在暗室里放了一个月。我们再次进行闪光测试，衰减率已降至8.9%。这可不是闹着玩的。你以为它在暗室里放着应该很稳定吗？

好消息是，这主要影响的是测试。光照使组件的衰减率恢复到4.3%。因此，安装该组件并将其暴露在阳光下可以逆转暗存储效应。然而，基线紫外线诱导的衰减效应仍然普遍令Erion-Lorico感到担忧。

当然，这并非指在黑暗储存后9%的衰减，但也不是零衰减。组件本身已经衰减了4.5%。然后，我们又在黑暗中度过了一个月，并进行了光照，使其恢复到接近原始衰减水平，但它仍然对紫外线照射很敏感。

如今，由于从p型电池（PERC）转向n型太阳能电池——TOPCon和异质结（HJT），太阳能组件的发电量比以往任何时候都更高。关键在于，这些电池确实需要其他组件组件和生产工艺的配合。

“我们发现材料的选择比以前更加关键，”Erion-Lorico 说道。“材料的选择——使用的封装材料、电池上的金属化工艺——以及组件内部的所有这些化学反应都变得越来越重要。如果选择合适的材料并进行适当的层压，就能充分利用这些新型 n 型组件设计带来的更高性能和更高的能量产出。”

仅更换BOM中的一家供应商就可能极大地改变整个模块的性能——而且 BOM 变更发生得越来越频繁。

例如：TOPCon和HJT 电池更容易受到湿气腐蚀，从而导致功率损失。果然，在过去三年中，Kiwa PVEL注意到了更多与腐蚀相关的功率损失。

“水分会穿过背板进入封装材料。封装材料会被浸透，然后你就会看到电池周围开始出现腐蚀，”Erion-Lorico 说道。

05

潜在问题：每瓦几美分的争论

导致组件故障和破损率大幅上升的真正根源在于，大多数组件制造商每售出一件组件都在亏损，尤其是在美国和印度以外的地区。

他们需要找到降低成本的方法，而他们正在其他组件组件上进行削减，尽管玻璃、封装材料、电池金属化、助焊剂和背板的选择比以往任何时候都更加关键。

竞争性投标价格项目的经济效益也于事无补。EPC公司可以为每个站点支付溢价，以获得完美的BOM——但他们真的能在该项目的竞争性投标中胜出吗？

结论：应用就是一切

Kiwa PVEL和RETC的报告重点关注日常常见的问题，并都强调了第三方检验和根据场地选择组件的重要性。数据分析表明，每种组件类型都会受到不同因素的影响。

RETC总裁兼首席执行官Cherif Kedir指出：“实验室测试数据清晰地表明，一些光伏组件能够更好地抵御严重的冰雹冲击，而其他产品则更容易受到影响。同时，耐冰雹测试结果良好的产品在安装在炎热潮湿的地方时，性能下降的风险可能会更高。”

光伏组件正在以更少的能源实现更多功能，但它们也被要求在更严苛的环境中拥有更长的使用寿命。有些组件会莫名其妙地自发损坏。太阳能行业理所当然地关注灾难性损失的恢复能力——从冰雹硬化到跟踪器收起策略——而这种关注也带来了降低风险的产品和策略。但在防御天灾的同时，也不要忽视日常最佳实践。