入射角测试解密！TOPCon各家差异较大，BC 、HJT中规中矩

我们通常所说的光伏组件的功率是指在标准测试条件下的功率，测试时光线垂直于组件，然而，在实际的户外情况下，固定式的光伏电站接收到完全垂直(90 度)的太阳光的时间是很少的，大多数情况下，太阳光和组件之间都有一定的入射角度，因此，不同入射角情况下的组件功率测试，对于电站设计、发电量评估是至关重要要。为此，国际电工委员会(IEC)也专门制定了相关标准(IEC 61853-2)，本次碳索实验室，就针对多个厂家的 TOPCON,BC和 HJT 组件进行了 IAM(入射角测试)，看看组件的表现有哪些差异。

◎ 背景介绍

我们经常说的组件功率是指在标准测试条件下(STC)的功率，测试时光线垂直于组件，如下图所示。

然而，在实际工况下，组件是否能一直垂直于太阳光呢?答案是否定的。

因为，大多数光伏组件以固定方式安装在地球表面，是否能接受垂直光线，取决于太阳入射角度，每日太阳入射角度(通常指太阳高度角，即太阳光线与地平面的夹角)的变化主要受地球自转、公转及黄赤交角的影响，具体表现为一天内的周期性变化和一年内的季节性变化，固定式光伏组件大多数时间受到的太阳光是不垂直的，也就是小于90度的。

以下结合当前时间(2025年5月12日，位于北半球夏)和地点(中国陕西西安，约34°N)详细说明：

NO.1 一天内的太阳高度角变化

▶ 基本规律：

日出 / 日落时：太阳高度角为 0°，光线平行于地平面。

正午时：太阳高度角达到当天最大值，光线最垂直，此时太阳位于正南方(北

半球中纬度地区)。

上午 / 下午：太阳高度角从 0° 逐渐增大至正午最大值，再逐渐减小至 0°，轨迹呈对称的抛物线形。

▶ 西安(34°N)的具体表现：

以 2025 年 5 月 12 日为例，太阳直射点约在 15°N(春分后约 50 天，直射点北移速度约 0.47°/ 天)，正午太阳高度角计算公式为：正午太阳高度角=90°−∣当地纬度−太阳直射点纬度∣=90°−∣34°−15°∣=71°

日出时间约为 6:00 前(夏半年昼长大于 12 小时)，日落约为 18:00 后。

全天太阳高度角在 0°~71° 之间变化。

NO.2 一年内的季节性变化

▶ 根本原因：

地球公转时黄赤交角(约 23.5°)导致太阳直射点在南北回归线(23.5°N~23.5°S)之间周期性移动，从而引起正午太阳高度角的年变化。

▶ 关键节气的正午太阳高度角(以西安34°N为例)：

夏至(6月22日左右)：直射北回归线(23.5°N)，正午太阳高度角最大，为90°−(34°−23.5°)=79.5°。

冬至(12月22日左右)：直射南回归线(23.5°S)，正午太阳高度角最小，为90°−(34°+23.5°)=32.5°。

春分 / 秋分(3月21日/9月23日左右)：直射赤道，正午太阳高度角为90°−34°=56°。

综上所述，要能准确评估组件的发电量，除了知道标准测试条件下的功率，还需要知道不同太阳光入射角度下的组件功率值，这次我们分别对多个厂家的 TOPCON, BC 和 HJT 组件进行 IAM(入射角测试)。

以上是三块不同技术的 BC 组件，功率比较相近，我们先比较BC1和BC2，BC1的功率是(573.79W)小于BC2的功率(575.46W)。然而，当光线不是垂直入射时(50度)，BC1的功率(390W)反而大于BC2的功率(380 W)。

同时，我们也可以比较BC2和BC3，光线90度时，BC2大于BC3(575>571),但在入射角度小于90度时，BC2均小于BC3。

由于BC样品较少，不同入射角度时(80，70，60，50，40，30)，功率比例分别是0.98，0.92，0.8，0.68，0.53，0.41.

下面我们测试10款不同厂家的 TOPCON组件，除了有以上BC描述的功率趋势不一致，功率比例也会有更大的差距。不同入射角度时(80，70，60，50，40，30)，不同厂家的组件功率比例分别是0.94-0.98，0.79-0.92，0.78-0.86，0.64-0.73，0.51-0.59，0.36-0.45

最后我们只测试了一款HJT组件，不同入射角度时(80，70，60，50，40，30)，组件功率比例分别是0.98，0.92，0.82，0.71，0.55，0.41

最后，我们把BC，TOPCON，HJT的不同入射角下的功率比例汇总一下，发现各种技术的光伏组件功率比例都在相对接近的范围内，然而，内卷同质化的时代，总是有个别的组件表现优秀。

综上所述，光伏组件的入射角测试，反映了太阳光线以不同角度入射时，组件功率输出相对于垂直入射(90°)时的衰减特性，是光伏组件在非垂直入射条件下性能的关键参数，主要由表面光学设计(材料、涂层、纹理)、结构几何特性(边框、封装厚度)、入射角度本身及环境因素(污染、温度)共同决定。优化 IAM 需在材料选择(高透光、低反射)、结构设计(减少遮挡、均匀光学路径)和表面处理(减反射涂层、抗污染)等方面综合考量，以提升组件在复杂光照条件下的发电效率。

观众灵魂拷问专家硬核解答

Q：(小伍广东)

不只测试某一个时点，更应该跟踪十年、二十年的数据，有些产品呢，刚安装的时候数据和其他的品牌没什么区别，用了几年以后退化就很厉害，光伏的技术不应该只反映在效率，有的效率差不多，但是耐用性就差很远。

A：同意他的观点，产品的衰减跟踪也很必要，我们后面的测试包含这个，把不同厂家和类型的组件放到屋顶，定期拆下来复测，看看衰减，差异会很大，我们以前做过测试。

Q：(Norman 李振伟 泰国)

看起来HJT的数据结构似乎先做了排序，其他类型没有排序。

A：没有刻意排序

Q：(天火星云河北)

你这数据不能真实反应一些东西，如果用你这个数据就是都一样，这有点像支持topcon。你这有说明用哪个版本的组件吗?bc是爱旭的还是隆基的himo几?topcon用的哪家的哪个版本?

A：每一个单一的实验都不可能完美反映组件性能，所以，我们才需要多种测试项目。多光强测试早都是行业共识的测试项目，国外客户验货也会测试弱光响应。只是大家近些年只追求1000W的功率，会对消费者是一种误导。关于组件样本，确实不能完全代表最新的组件，就是通过测试，给行业思考，欢迎大家送最新样品，数据越好，对行业越是促进。