太阳能光伏组件都有哪些测试项目

600V 单一导体双层绝缘，汇集UL4703的要求。

应用

适用于光电系统互连线路（接地和不接地的），也符合部分(NEC), NFPA 70的要求。

技术资料

额定电压: 600 V AC

测试电压: AC 3.0 KV

温度等级: -40℃~90℃ 干或湿

耐日光

燃烧等级: UL 1685 FT1

产品描述

导体:绞合镀锡铜 参照IEC 60228 class 5

绝缘材料: XLPE

被覆材料: XLPE

颜色: 黑色和红色

行业标准

UL 4703, 文件号E326179

基本性能指标：

1、产品测试：

1）热循环：组件温度在90℃～-40℃进行200次循环。

2）湿度-冰冻：组件进行10次循环试验。

3）冰雹撞冲：冰球从冰球发射机放出到组建玻璃前面中间和相互连接处。

4）绝缘耐压

（1）组件面积大于0.1㎡时，在正常条件下绝缘电阻不得低于40MΩ；组件面积小于0.1㎡时，在正常条件下绝缘电阻不得低于400MΩ。

（2）电压以稳定均匀的速率在5s的时间内逐步升到试验电压，并维持该电压直到泄漏电流稳定的时间至少为1min。

5）浸盐

在盐水溶液中，普通盐占蒸馏水质量的5﹪。pH值在6.5～7.2之间，并且在35℃时的密度为1.026～1.040。室内温度保持在33℃～36℃范围之内。浸盐时间3天。

6）风载

组件安装在框架上并经受到2400Pa相当于200km/h的风，前后交替10000次循环。它是模拟恶劣风情况和检查接触的疏松和可能的电池损坏。

7）扭转

组件固定三个角并且第四个角抬起约1″，再模拟风的情况和扭矩，以检查电池损坏和电接触损失。

8）长时间热处理

（1）组件在相对湿度90﹪和90℃保持5天，进一步保证防止潮湿侵入。

（2）振动试验：加速度2g，XYZ三个方向，各2h。

2、环境测试

1）温度交变

（1）从高温到低温反复交替变化称为温度交变。

（2）温度范围：-40±3～+35±2℃。

（3）钢化玻璃盖板组件交变200次，优质玻璃盖板组件交变50次。

2）高温贮存

地面用太阳电池组件应放在85±2℃的高温环境下存贮16h。

3）低温贮存

地面用太阳电池组件应放在-40±3℃的低温环境下存贮16h。

4）恒定湿热贮存

（1）地面用太阳电池组件应放在90﹪～95﹪，温度为+40±2℃的湿热环境下存放4天。

（2）实验结束除电性能测试及外观检查外，还应检查绝缘电阻。

5）震动、冲击：目的是考核其耐受运输的能力。

震动频率：10～55Hz

振幅：0.355mm

振动时间：法向20min。切向20min

冲击波形：半正弦、梯形、后峰锯齿，持续11ms

冲击的峰值加速度：150m/s2

冲击次数：法向、切向各3次。

6）地面太阳光辐照试验

（1）试验在模拟地面太阳辐照试验箱中进行。

（2）模拟太阳光应垂直照射组件，照度为1.12±10%kW，并具有地面阳光光谱分布。

7）扭弯试验

在15～35℃的室温环境下，将太阳电池组件的三个角固定，另一个角安装在扭弯测试仪上，使组件的一个短边扭转1.2°，试验完毕检查外观及电性能。

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这样计算组件的温度就是环境温度+25℃。如果环境温度达到40℃，那么组件的温度为65℃。

执行标准：IEC61215：2005，IEC61646：2008，IEC61730：2004，UL1703：2008

检测项目：太阳能电池表面应完整、清洁、无机械损伤，电池与基座应粘贴牢固，边缘要密封。

组件监测台（照度＞1000Lux）

照度计（量程＞1000Lux）

数码相机

游标卡尺

千分尺

卷尺

二、绝缘耐压检测：

执行标准：IEC61215：2005，IEC61646：2008，IEC61730：2004，UL1703：2008

测试项目：耐电压测试（漏电测试仪），绝缘电阻测试，湿漏电流测试

三、稳态模拟器及I-V测试

执行标准：IEC61215：2005，IEC61646：2008，IEC61730：2004，UL1703：2008，IEC60904.3/9

试验项目

辐照度Irr

温度Temp

剂量Time

光老练试验Light soaking

600~1000

50℃

43KWH/m2

热斑耐久试验

700（800）~1000

50℃

5or 1h

温度系数的测量

1000W/m2

55~25↓

Continuous

STC/NOCT性能

800~1000

25℃

低辐照度下的性能

200W/m2

25℃

zui大功率测量

1000W/m2

25℃

四、组件户外测试：

执行标准：IEC61215：2005，IEC61646：2008，IEC61730：2004，UL1703：2008

测试项目：温度系数的测量，电池标称工作温度的测量（NOCT），热斑耐久试验（主要应用于前期试验），低辐照度下性能（200W/m2）

IEC61215：2005规定不均匀度不超过±2%的光照条件下找出zui热电池片，均匀性对稳态模拟器是zui困难的指标，几乎需要AAA及模拟器来实现，对组件厂是不实现的，因此的方法是户外完成前期试验。（IEC61646：2008对薄膜组件的定义为“During this process,the irradiance shall not change by more than±2%,薄膜的试验条件同晶体硅不太一样。）

温度系数的测量：

新标准要求BBB及或以上的光源

若是侧打光方式的脉冲模拟器不太适合展开温度系数的测量，因为IEC61215：2005＆Ed.3规定的测试点，组件经高低温试验箱中取出，受自然降温速率影响，组件上下温差很大。比较实现的做法是户外完成，将测试样品和标准器件遮挡阳光和避风，直至其温度均匀，与周围环境温度相差在2℃以内，或允许测试样品达到一个稳定平衡温度，或冷却测试样品到低于需要测试温度的一个值，然后让组件自然升温。

五、组件紫外预处理检测:

执行标准：IEC61215：2005＆Ed.3,IEC61646:2008,IEC61345:1998

检测项目:

试件

执行标准

波长/波段

试验判断依据

对应测试仪器

组件

IEC61215

IEC61646

280~385nm

280~400nm

外观检查

zui大功率测定

绝缘电阻测试

外观检查台

模拟器/I-V测试

绝缘耐压测试仪

封装膜

IEC61215

IEC61646

280~385nm

280~400nm

交联度测试

黄变指数

剥离强度试验

透光率测试

交联度测试系统

分光光度计

材料试验机

雾度议

密封胶

ASTM C1184

340nm/nm

拉力强度试验

材料试验机

六、热循环-湿热-湿冷冻测试：

执行标准：IEC61215：2005＆Ed.3,IEC61646:2008,VDE0126-5：2008

试验目的：

测试项目：

组件类型

Voc

Isc

TC200热循环

湿冻试验

1.4×1.1m薄膜

100V

1.66A

试验全程通电测试

试验全程通电测试

2.6×2.2m薄膜

290V

2.66A

试验全程通电测试

试验全程通电测试

湿热试验：85℃、85%RH条件下1000小时

湿冻试验：-40℃~85℃

85±5%R，H.@85℃

七、引出端强度测试：

执行标准：IEC60068-2-21：2006，IEC61215：2005＆Ed.3，IEC61646：2008，UL1703：2008，VDE0126-5：2008

测试目的：用于确定引出端及其组件体的附着是否能承受正常安装和操作过程中所受的力。

试验项目：

项目

试验荷重

拉力试验

弯曲试验

组件接线盒

20N、40N、89N

40N（IEC60068）

89N（UL1703）

20N（IEC60068）

弯曲试验：引出端承受相对于初始位置至少300的弯曲，试验样品本体在2~3秒钟时间内，倾斜大约900，然后以同样的时间使其恢复到初始位置。自动完成10次循环。

八、湿漏电流测试：

执行标准：IEC61215：2005＆Ed.3，IEC61646：2008，UL1703：2008，VDE0126-5：2008

试验目的：光伏组件湿漏电流试验用于验证组件经雨、雾、露水或溶雪等气候造成的湿气进入组件内部对电路引起腐蚀、漏电或安全事故的影响。

耐压（漏电流）及绝缘电阻测试条件

IEC61215

绝缘试验

500V或1000V加两倍组件zui大系统电压

湿漏电流试验

500V或组件系统电压的较大值

IEC61646

绝缘试验

500V或1000V加两倍组件zui大系统电压

湿漏电流试验

500V或组件系统电压的较大值

IEC61730

绝缘试验

应用等级A：2000V加4倍系统zui高电压

应用等级B：1000V加2倍系统zui高电压

湿漏电流试验

等同现行的IEC61215/61646

UL1703

漏电流测试

zui大的额定系统电压

耐压测试

两倍于系统电压加上1000V的直流电压

潮湿绝缘电阻测试

500V直流电压

VDE0126

工频耐压试验

2000V＋4倍的额定电压（交流电压）

湿漏电流试验

等同现行的IEC61215/61646

耐压试验说明：

IEC61215、61646、61730均未给出耐压测试的合格/失败判断依据，我们可以引用UL1703“Dielectric Volatage-Withstand Test”作为试验判断依据，即：耐压测试阶段漏电流不超过0.05mA。另外，程序升压时，不应大于500V/s，组件属于电容性负载，瞬间充电电流造成漏电流超标。

九、水压式载荷测试：

执行标准：IEC61215：2005＆Ed.3，IEC61646：2008，UL1703：2008

试验目的：

试验项目：

十、冰雹撞击测试：

执行标准：EC61215：2005＆Ed.3，IEC61646：2008

试验目的：验证光伏组件抗冰雹冲击能力。

十一、旁路二极管热性能测试

执行标准：IEC61215：2005＆Ed.3，IEC61646：2008，UL1703：2008，VDE0126-5：2008

试验目的：评价旁路二极管的热设计及防止对组件有害的热斑效应性能的相对长期的可靠性。

十二、可接触性测试

执行标准：IEC61032-1997，IEC61730：2-2004，UL1703-2008，VDE0126-5：2008

试验目的：用于检测对人的手指误接触危险部件保护，也可以用来检测接线盒开口机械强度。

VDE0126-5：2008试验条件：

1、可重复接线式接线盒盒盖的固定-无螺栓紧固式盒盖

将IEC61032中规定的试验11，在75N的作用力下，置于所有能够引起盒盖松动的位置，并保持1min，试验中，盒盖不应松动。

2、电气安全防护

应使用IEC60529中规定的试验值，在20N的测试下，对接线盒进行检测。试验前，所有不需要工具便可松开的盒盖与壳体上的部件全部被卸下。测试中不应触碰到带电部分。

接地连续性测试

试验目的：证明组件所有裸露导体表面之间有一导电通路，这样光伏系统中裸露导体表面能够充分地接地。只有组件存在裸露导体时，如金属框架或金属接线盒，才要进行本试验。

十三、组件破裂测试：

执行标准：IEC61730-2：2004，AS/NZS2208:1996,ISO12543-2:2006,ISO12543-3:1998

试验目的：确认假如组件破裂后划伤或刺伤的危险性，本试验引自ANSIZ97.1中的碰撞试验。

撞击袋形状和尺寸按IEC61730要求设计撞击袋用*弹或铅球（直径2.5~3mm即7.5号子弹）填充到要求重量撞击袋的外表面用胶带包裹试验时撞击袋用1.3cm宽的有机玻璃丝增强的压断敏胶带*包裹测试框架以减小试验中的移动和偏转结构框和支柱为100mm×200mm或更大的槽钢。

撞击袋充以45.5Kg中的*弹，从1.2m的垂直高度自由下摆时将产生542J的动能。

十四、接线盒孔口盖敲击测试

执行标准：Implemtation of standards:IEC61730-2:2004,VDE0126-5:2008

试验目的：用于检测接线盒孔口盖是否对组件有影响。

十五、落球冲击测试

执行标准：UL1703：2008“Impact Test”组件及接线盒撞击试验

ISO12543-2:1006,ISO12543-3:1998“钢化玻璃”，“夹层玻璃”

VDE0126-5：2008光伏接线盒

试验目的：以规定重量之钢球调整在一定的高度，使之自由落下，打击试件，观察其受损程度，用以判定组件、玻璃及接线盒的品质。

落球质量Ball quality

535g（UL1703：2008）组件/接线盒

1040/2260g（ISO12543）钢化玻璃/夹层玻璃

1J（VDE0126-5：2008）接线盒（可靠率冲击*）

落球高度1m以上

十六、盐雾腐蚀测试

执行标准：UL1703：2008，IEC61701：1995

检测项目：

组件接线盒、背膜：参照IEC61701-1995（等效GB/T18912-2002）光伏组件盐雾试验，此标准引用了IEC60068-1：1988（等效GB/T2421-1999）标准，主要针对电工电子产品（接线盒）的环境试验；背膜则可能因盐雾环境的高温造成透气透水性变差，从而引起水份的渗透造成组件内部的变化（涂锡铜带的腐蚀、EVA、PVB同薄膜或硅片间的起泡甚至脱离）。

十七、热斑耐久测试

执行标准：UL1703：2008

试验目的：

检测项目：

EVA、PVB检测

执行标准：ISO10147：1994、GB/T18474:2001、GB/T2790:1995、GB/T2791:1995、HG-3698:2002、GB2410:1989、GB/T1037:2008、GB/T1634.2:2004、ASTMD2732、GB/T13519-1992

检测项目：

剥离强度、热熔、透明塑料透光率和雾度、塑料薄膜和片材透水蒸汽性、塑料 负荷变形温度、热收缩

十八、密封胶测试

执行标准：ASTM C1184：2000

测试项目：

流动性的测定、挤出性的测定、硬度、热老化、表干时间测定、拉伸粘结性的测定、冷拉-热压后粘结性、浸水后定伸粘结性、光老化后粘结性

十九、钢化玻璃、夹层玻璃测试

执行标准：SAC/TC225:2010建筑用太阳能光伏夹层玻璃，试验项目基本等同于IEC61646：2008及IEC61215：2005

ISO12543-2：2006、ISO12543-3：1998“钢化玻璃、夹层玻璃”

GB15763.2：2005“建筑用安全玻璃 第2部分：钢化玻璃”

GB15763.3：2009“建筑用安全玻璃 第3部分：夹层玻璃”

检测项目：

尺寸及其允许偏差：直尺

厚度及其允许偏差：游标卡尺（或千分尺）

外观质量：目测

弯曲度：直尺＋塞尺

抗冲击性：落球冲击试验机

碎片状态：曲率半径0.2mm小锤或冲头

散弹袋冲击性能：散弹袋冲击试验机

表面应力：应力测试仪

耐热冲击性能：热老化试验箱＋冰箱

二十、涂锡铜带，锡铅焊料，料浆测试

执行标准：GB/T2059：2008“铜及铜合金带材”

检测项目：抗拉强度、断后伸长率：

洛氏硬度试验：

弯曲试验：

电阻系数测量：

维氏硬度试验：

铜及铜合金化学分析：

晶粒度：

GB/T3131:2001“锡铅焊料”、YS/T612：2006“太阳能电池用浆料”

二十一、接线盒测试

执行标准：DIN VDE0126-5：2008“Technical specifications of selected materials of main part for terrestrial solar cell modules-part1:Junction box”

CGC/GF002.1：2009“地面用太阳电池组件主要部件选材技术条件 第1部分：接线盒

常规组件在生产时会进行功率测试，测试功率时候的温度是25±2℃

太阳能光伏电池（简称光伏电池）用于把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率低，但价格更便宜。

光伏电池真的不怕晒吗？

发表于：2020-08-26 17:16:15     来源：光伏联播

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光伏建材行业“碳达峰、碳中和”技术研讨会

超高功率产业链创新技术研讨会

光伏电池是利用半导体材料的光伏效应将太阳光能直接转换为电能的一种非机械装置。在人们看来，光伏电池应该是不怕晒的“主儿”，似火骄阳之下，应该是光伏电池大有作为的时候。果真是这样吗?

光伏效应与光电效应

人类对于太阳能的利用由来已久。太阳能的转换和利用可以分为光电转换、光热转换、光化学转换三种主要方式。光伏发电是太阳能光电转换的利用方式。

1839年，法国科学家埃德蒙·贝克雷尔发现光照能在半导体材料的不同部位产生电位差。这种现象后来被称为光生伏打效应，简称光伏效应。1905年，爱因斯坦用光量子假说成功解释了光电效应，因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖。

光电效应是一种当光照射在导电材料上时，电子从导电材料中射出的现象。与光电效应发生在单个导电板上有所不同，光伏效应发生在两个半导体板的边界上，并且沿着边界累积而形成一个电场。当用导线把两块板连接起来时就会有电流流过。

最初的太阳能电池就是根据光伏效应设计制造的，当电池的表面受到光照时，在外电路上就会有电流通过。

光伏发电，发热不可避免

光伏电池是如何把太阳光转化为电能的呢?太阳光是一种波长范围很广的电磁辐射，当照射在光伏电池上的时候，辐射可能会被反射、吸收或直接穿越。只有被吸收的那部分辐射才能转化为电能。

对于硅半导体来说，在室温下要从其原子上把电子“撞”下来大约需要1.11电子伏特。这就意味着只有被吸收的能量高于该能量的光子才能激发电子并产生电流。如果某个光子的能量为1.7电子伏特，而从硅原子上“撞”下一个电子所需的能量为1.11电子伏特，那么剩余的那部分能量(0.59电子伏特)就会以热量的形式损失掉。当然，还有其他的产热因素会影响发电效率。其后果就是，这些因素协同作用，加热了太阳能电池组件，使其温度高于环境温度。

骄阳似火，一把“双刃剑”

人们原以为在骄阳似火的盛夏，硅基光伏电池会异常“兴奋”，产生出更多的电能，谁知硅基光伏电池也喜欢凉爽的环境。当然光子还是很需要的，毕竟是发电的“原材料”!

那么，太阳能电池板的温度对电输出性能有着怎样的影响呢?实际上，太阳能电池板温度高，同样的光照条件下产生的能量会减少。

随着温度的升高，尽管短路电流(光伏电池正负极短路时的电流)基本不变或略有增加，但是开路电压(光伏电池正负极开路时的电压)会降低不少，几乎呈线性关系。这样的后果就是光伏电池转换效率降低，输出功率下降。

光伏电池的标准测试温度为25℃，如果太阳板的温度达到60℃以上，输出功率的降低是不容忽视的。一般来说，硅基光伏电池组件每升高1℃，短路电流会增加0.04%，开路电压会降低0.4%。

不过，尽管在同样的光照条件下，温度的升高会让转换效率有所降低，但在火热的夏季，得益于阳光充足而收获的电量还是会比其他季节多。

如何为光伏电池降温

光伏电池同其他电子设备一样，在较低的温度下具有更高的工作效率。由于光伏发电利用的是光而不是热，所以光伏电池更适宜阳光充足而又凉爽的工作环境。

酷暑盛夏，我们该如何为光伏电池降温呢?加一个遮阳伞如何?不可!道理很简单，没有了光的照射，光伏发电就成空。要不来点“防晒霜”?也不成!采用物理性防晒，无异于减少了对光的吸收而采用化学性防晒，也无助于温度的降低。

对于屋顶太阳能面板来说，采用自然通风冷却是一个经济实用的方法。如安装时在屋顶表面和面板之间留有一定的间隙，从而允许气流对面板进行冷却。但要避免树叶等杂物进入间隙之中，以防因气流不畅而导致温度过高。

有人研究了不同冷却方法对太阳能发电效率的影响。除了自然循环冷却之外，强制循环冷却以及太阳能光伏光热冷却等也被纳入实验研究之列，对于降低光伏电池温度，提高发电效率无疑具有重要的指导意义。

光伏电池作为清洁能源的使者，已经走进了我们的生活，并为我们带来了一股低碳环保的清风。

1. 照度：1000W/㎡

2. 温度：为（25±1）℃

3. 光谱特性：AM1.5 标准光谱

10.4.1 目的

从组件试验中测量其电流温度系数(α)、电压温度系数(β) 和峰值功率温度系数（δ）.如此测定的温度系数,仅在测试中所用的辐照度下有效； 参见IEC 60904-10对组件在不同辐照度下温度系数评价.

10.4.2 装置

需要下列装置来控制和测量试验条件：

a) 后续试验继续使用的光源（自然光或符合IEC 904-9的B类或更好太阳模拟器）；

b) 一个符合IEC 60904-2或IEC 60904-6的标准光伏器件,已知其经过与绝对辐射计校准过的短路电流与辐照度特性.

c) 能在需要的温度范围内改变测试样品温度的设备.

d) 一个合适的支架使测试样品与标准器件在与入射光线垂直的相同平面；

e) 一个监测测试样品与标准器件温度的装置,要求温度测试准确度为±1℃,重复性为±0.5℃；

f) 测试测试样品与标准器件电流的仪器,准确度为读数±0.2%.

10.4.3 程序

有两种可接受的测量温度系数的程序.

10.4.3.1 自然光下的程序

a) 仅在满足下列条件时才能在自然光下进行测试：

— 总辐照度至少达到需要进行测试的上限；

— 瞬时振荡（云、薄雾或烟）引起的辐照度变化应小于标准器件测出总辐照度的2%；

— 风速小于2m?s-1.

b) 安装标准器件与测试组件共平面,使太阳光线垂直(±5°内)照射二者,并连接到需要的设备上.

注：以下条款描述的测试应尽可能快地在同一天的一、二小时内完成,以减少光谱变化带来的影响.如不能做到则可能需要进行光谱修正.

c) 如果测试组件及标准器件装有温度控制装置,将温度设定在需要的值.

d) 如果没有温度控制装置,要将测试样品和标准器件遮挡阳光和避风,直到其温度均匀,与周围环境温度相差在±1℃以内,或允许测试样品达到一个稳定平衡温度,或冷却测试样品到低于需要测试温度的一个值,然后让组件自然升温.在进行测量前,标准器件温度应稳定在其平衡温度的±1℃以内.

e) 记录样品的电流—电压曲线和温度,同时记录在测试温度下标准器件的短路电流和温度.如需要可在移开遮挡后立即进行测试.

f) 辐照度G0可根据GB/T 6495.4-1996从标准光伏器件的短路电流(Isc)测试值进行计算,并修正到标准测试条件下的值(Irc).使用标准器件特定的温度系数(αrc)进行标准器件温度Tm的修正.

式中αrc是25℃和1000W/m2下的相关温度系数（1/℃）.

g) 通过控制器或将测试组件交替曝晒和遮挡来调整组件的温度,使其达到和保持所需的温度.也可让测试组件自然加热,如d)条款所描述的数据记录程序在加热过程中周期性的应用.

h) 在每组数据记录期间,确保测试组件和标准器件的温度稳定,其变化在±1℃以内；由标准器件测量的辐照度变化在±1%以内.所有数据记录应在1000 W/m2或转换到该辐照度的值.

i) 重复步骤d)到h),组件温度在至少30℃所关心的温度范围内,至少有四个相等温度间隔.每个试验条件至少进行三次测试.

10.4.3.2 太阳模拟器下的程序

a) 根据GB/T 6495.1确定组件在室温及要求的辐照度下的短路电流.

b) 将测试组件安装在改变温度的设备中,安装标准光伏器件到模拟器光束内,连接到使用仪器上.

c) 将辐照度设定在如a)条款确定测试组件的产生短路电流上.使用标准光伏电池使整个试验期间的辐照度维持在该水平.

d) 加热或冷却组件到感兴趣的一个温度,一旦组件达到需要的温度就进行Isc,Voc和峰值功率的测量.在至少30℃感兴趣温度范围上,以大约5℃的温度步长改变组件的温度,重复测试Isc,Voc和峰值功率的测量.

注：在每个温度可测量完整的电流—电压特性,以确定随温度变化的最大工作点电压和最大工作点电流.

10.4.3.3 计算温度系数

a) 绘制Isc,Voc和Pmax与温度的函数图,建造最小二乘法拟合曲线,使曲线穿过每一组数据.

b) 从最小二乘法拟合的电流、电压和峰值功率的直线斜率计算短路电流温度系数α,开路电压温度系数β和最大功率温度系数δ.

注1：根据IEC 60904-10确定试验组件是否可以认为是线性组件.

注2：使用该程序测量的温度系数仅在测试的辐照度水平上有效.相对温度系数可用百分数表示,等于计算的α,β和δ除以25℃时的电流、电压和最大功率值.

注3：因为组件的填充因子是温度的函数,使用α和β的乘积不足以表示最大功率的温度系数.