光伏市場在過去幾年以驚人的速度增長，特別是新興市場的地面電站項目和成熟市場的屋頂光伏系統。地面電站項目增長主要發生在光照富裕的地區，即非洲、中東、印度、東南亞、拉美和美國西部，而屋頂光伏系統市場則以歐洲和日本為主導。

不斷降低的系統價格是近年來光伏市場增長和競爭力提高的主要推動因素，但在太陽能發電行業中，初置成本僅是影響長期利潤率的因素之一。如何在系統生命周期內將發電量最大化，對于降低度電成本(LCOE)和提高投資回報率起著至關重要的作用。系統的可靠性越低，投資回報就越少。例如：當光伏組件的預計壽命從25年減少到20年時，度電成本將增加20%以上。

光伏組件長期處于嚴苛的環境老化應力之下，包括紫外、極端溫度、冷熱循環和濕度等，而且在戶外實際使用環境中，這些老化應力會同時作用于組件材料。目前，國際電工委員會(IEC)的光伏組件測試標準主要基于IEC 61215，這套標準中有一系列加速老化測試方法，但這些測試方法主要是針對組件出廠時的失效而設計的，并不能預測組件在其全生命周期中的長期性能。

現行標準也沒有根據氣候或應用進行市場細分，組件背板在不同地方承受的環境應力差異非常大。例如，沙特首都利雅得的平均氣溫約27℃，而德國慕尼黑的平均氣溫僅為10℃，兩地降水量也相差九倍以上。

應用類型是另一個重要因素。地面安裝的組件平均運行溫度高出環境氣溫25℃，而屋頂組件的運行溫度更是高出地面運行的組件15℃。

組件背板的重要性

光伏組件背板作為保護組件的最外層材料，尤其容易受到環境氣候作用和重復應力的影響。背板材料的粘接性能、抗紫外能力和機械強度都是影響壽命長短的關鍵因素，甚至影響整個組件的使用壽命。

隨著未經戶外驗證和低質量的背板材料在市場上應用，組件故障率越來越高。開裂和失效的背板會嚴重影響組件的運行和安全性，甚至會引起組件電氣失效，從而造成安全危害和潛在的接地故障。

杜邦公司全球電站現場調研項目的數據顯示，有22%的組件有明顯的老化和失效。此外，調研還發現組件中老化和失效比率最高的兩個部件分別是電池和背板，其中電池為11.3%，背板為7.4%。

如上圖所示，截止到2016年，杜邦公司對在北美、歐洲、亞太地區的190個電站進行了現場調研，涵蓋了來自45個組件廠、不同氣候類型、運行時間在0-30年、總功率超過450MW 的190萬余片組件。

調研發現，背板的老化失效與背板運行的氣候環境有著密切的關系。溫度越高，背板老化失效概率就越高，如下表所示，在炎熱和干旱地帶的背板老化失效率高達26.4%，是平均老化失效率的3.6倍。背板的老化失效還跟光伏組件的安裝方式有很大關系。由于屋頂光伏系統的背板失效率幾乎是地面電站的兩倍。大量戶外考察數據表明，屋頂系統的平均運行溫度會比地面電站高15℃。杜邦戶外調查數據顯示屋頂電站的背板老化失效率(26.3%)是地面電站(7%)的三倍以上。

位于德國弗萊堡的弗勞恩霍夫太陽能研究所對光伏組件背板開展了一系列的測試來分析背板在UV應力和不同溫度下的性能。

弗勞恩霍夫研究的關鍵發現在于，黃變是由光譜中低于360nm的紫外波長引起的，不同材料的背板在紫外曝曬下的性能是不一樣的，但黃變僅需要紫外光的作用來引發聚合物降解后便可發生，如下圖中所示，黃變與溫度也存在很強的關聯。咨詢電話：13793737099