光伏产业背后的短板阵痛

　　“今年1-9月，中国多晶硅产量已达10.7万吨，同比增长9.1%，电池组件产量31GW，同比增长32%；新增并网光伏装机量约10.5GW，累计装机容量超过38GW。”10月13日，在2015中国光伏大会暨展览会开幕式上，工信部副部长怀进鹏用这样一组数据揭示了中国光伏行业持续回暖的现状。海关总署最新公布的数据显示，今年1-7月，我国对外出口光伏电池和光伏组件总额为76亿美元，中国出口到国际市场的光伏总量至少达到13100GW。

　　然而在产业规模高速扩张的背后，光伏产业在质量控制、行业标准、规范化管理等诸多方面仍存在不同程度的短板。

　　25年之争：技术水平与人为因素

　　今年3月，工信部公告了最新的《光伏制造行业规范条件》，其中要求多晶硅电池组件和单晶硅电池组件衰减率在1年内分别不高于2.5%和3%，25年内不高于20%；薄膜电池组件衰减率在1年内不高于5%，25年内不高于20%。

　　作为光伏发电的核心装置，光伏组件的可靠性足以直接影响整个行业的发展。比照规范条件，现行的光伏组件能否达标，维持25年的使用寿命，一直是行业关注的焦点问题。

　　“在光伏行业大发展的2005-2011年间，由于多晶硅材料供应紧张，行业内确实一度出现多晶硅滥用的现象。回收材料、高杂质材料甚至废电池片被部分应用到产品当中，在一些质量管控不严的公司中，组件运行2-3年甚至会衰减40%-50%。”在10月12日举办的2015光伏领袖峰会质量与标准论坛上，西安隆基硅材料股份有限公司总裁李振国这样解释早期光伏组件不达标的情况。

　　单纯就材料性能而言，李振国认为，光伏组件“完全可以使用25年甚至50年”，而近期出现的一些组件可靠性下降的情况，可能还是技术层面的新问题。例如硅片隐裂问题，10-20年前硅片的厚度基本在500微米，而目前主流的材料厚度普遍在180微米、190微米，如果工艺处理不当，确实容易导致隐裂。另一方面，根据海外一些大规模兆瓦级商业电站的运行经验，欧美地区上世纪80年代初开始兴建的绝大多数电站目前都在正常工作，且衰减率大多在12%-13%左右。在李振国看来，“这其实跟人为控制和质量意识相关，并不是技术本身固有的一些问题”。

　　天合光能有限公司副总裁冯志强则坦言，由于相关标准尚未形成系统，部分满足认证标准的组件也难以完全保证25年的使用寿命。“整个行业要重视25年标准的建立，要从团队建设、测试系统构建等方面全盘考虑，使得建构的标准能够经得起时间检验。”

　　长期户外验证缺失

　　光伏组件所处的户外环境千差万别，按照25年使用寿命的标准要求，组件和其采用的关键材料的环境适应性，越来越受行业重视。

　　根据传统的组件评估过程，“通过2000小时、3000小时的湿热实验去证明组件能够在户外使用25年，这其实是有待斟酌的。”采访中，杜邦光伏氟材料市场经理付波向记者展示了一组光伏组件户外失效的案例，在北美地区一个运行仅4年的光伏系统中，组件背面的背板材料已经完全剥落，而这些组件都来自知名厂商并且通过了相关认证。通过进一步研究发现，组件的相关标准测试并不能发现这种剥落开裂现象。相反，一些光伏组件在使用接近20年后，机械性能仍未发生大的变化，但是经过3000小时的室内湿热实验，性能则表现出明显下降。可见，一些传统的室内评估实验难以真实反映光伏组件在户外长期运行的情况。

　　另外，由于各个国家和地区的气候条件和使用环境差异巨大，光伏组件的户外衰减模式也十分复杂。据付波介绍，很多组件在中国、印度的衰减就要快于日本和欧洲一些国家。

　　“因为在室外要运行20到30年，目前还没有人在实验室的条件下重新模拟这样的室外环境。”日本电气安全环境研究所的Kohji Masuda表达了同样的想法。

　　认证环节尚存局限

　　目前，我国光伏组件及材料的认证主要依据国际电工委员会（IEC）相关光伏行业的标准进行测试。例如《IEC61215地面用晶体硅光伏组件—设计鉴定和定型》标准明确注明：试验程序的目的是在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。通过此试验的组件的实际使用寿命期望值将取决于组件的设计以及它们使用的环境和条件。换言之，“通过IEC61215标准的测试也并不代表组件一定可以达到25年的使用寿命”，TUV南德北京分公司光伏部门经理罗欣莲告诉记者。认证和测试机构拿到的是送样产品，而“送样和我们在生产线上随便拿一个产品送到实验室测试是完全不同的两个概念”。所以，通常送样可以顺利通过测试，但在现实生产过程中，由于种种原因未必能完全遵照最初的设计。而且在时间方面，目前只有北美地区的测试是一年四次，其他地区只是一年一次。

　　“像玉器一样脆弱”

　　国家能源局新能源和可再生能源司副司长梁志鹏在会上指出，目前我国的光伏制造产业规模已经占到全球65%以上，但面向“十三五”，光伏行业还要进一步实现产业升级，建立起全产业链的技术能力和配套体系。在这一过程中，建立更加规范适用的标准成为行业内的普遍呼声。

　　据罗欣莲介绍，一些IEC标准主要是根据模型推算得出，而且很多是通过电子产品的户外条件进行推算，这些标准会和实际情况存有一定差异。在应用过程中，往往会产生一些具体问题。

　　中电投科研院新能源研究中心主任赵辉提出，现在很多的光伏组件在安装过程中“就像玉器一样脆弱”，出厂后的下游环节有很大的压力，而相关标准在这一层面并不明确。罗欣莲还说，“就国外光伏组件的整体情况而言，IEC的认证标准相对处于一个准入门槛的地位，企业要根据自己的情况建立属于自己企业的标准。国际标准应当是最低标准，然后分别是国内标准和行业标准，最高的应该是企业标准，但目前国内尚未形成这样的标准体系。”

　　梁志鹏表示，未来国家层面将进一步支持达标的优质产能的推广，例如加强领跑者示范基地建设工作，给先进的制造企业提供专门的市场，支持先进产能规模的扩大，进而淘汰不达标的落后产能，保障整个行业的健康、可持续发展。