
有專(zhuān)家說(shuō),PERC技術(shù)天然適合雙面發(fā)電。在2015年,SolarWorld與其合作研究結構ISFH報道了雙面PERC(PERC+)產(chǎn)品,其電池背面使用了局部鋁柵線(xiàn),取得了與單面電池相當的正面轉換效率,雙面率達到65%。相比之前出現的雙面電池,沒(méi)有使用高成本的銀柵線(xiàn)與N型硅片,也沒(méi)有背面擴散環(huán)節,電池成本與單面PERC電池成本相當,展現出非常好的應用前景。
雙面PERC更有料
雙面PERC在工藝上的實(shí)現難度并不大,適合大規模量產(chǎn)。所以從技術(shù)特點(diǎn)也決定了,PERC電池量產(chǎn)領(lǐng)先的企業(yè)后續逐步介入的可能性更大。
2017年初,天合、隆基樂(lè )葉、晶澳均推出了雙面雙玻PERC組件,天合報道了290W(60片電池)左右的組件功率和68%的組件雙面率;隆基樂(lè )葉更實(shí)現了300W左右的組件功率和75%的組件雙面率;晶澳也在SNEC上展示了295W(60片)和350W(72片)的產(chǎn)品。

拿國內廠(chǎng)家單晶雙面PERC來(lái)說(shuō),在電池正面功率達到21.5%的基礎上,背面受光可帶來(lái)明顯的功率增益,如背面發(fā)電增加10%,雙面PERC綜合效率達到23%以上。假設背面發(fā)電增益10%,60片330瓦(正面305瓦)、72片為396瓦(正面365瓦),這一技術(shù)勢必將成為PERC組件的未來(lái)發(fā)展趨勢。
上海交通大學(xué)沈文忠教授表示:“正是產(chǎn)業(yè)高度融合加快了雙面PERC技術(shù)的發(fā)展。目前,雙面PERC在成本上與單面PERC相差無(wú)幾。對于傳統PERC技術(shù)而言,雙面PERC現有工藝都能夠與之完全兼容。”不能忽視的是,硅片工藝的進(jìn)步為雙面PERC的快速發(fā)展奠定了基礎。立足于單晶硅效率提升的道路不僅越走越順暢,而且在初始光衰的問(wèn)題上也獲得了突破。
去年,隆基樂(lè )葉基于領(lǐng)先的PERC電池技術(shù)及單晶硅低衰減解決方案,推出了Hi-MO1產(chǎn)品。Hi-MO1的誕生,是隆基樂(lè )葉在高端組件平價(jià)化的道路上邁出的重要一步?;贖i-MO1的低衰減技術(shù),結合雙面技術(shù)誕生的Hi-MO2首年光衰可低于2%,平均年衰減低于0.45%,均優(yōu)于常規組件。
從目前的高效組件技術(shù)來(lái)說(shuō),高效雙面組件利用背面反射和漫反射提高系統發(fā)電量,與現有PERC產(chǎn)線(xiàn)兼容度高,適合大規模量產(chǎn),將是未來(lái)提效、降本的趨勢。
發(fā)電能力強勁
雙面PERC電池的發(fā)電性能是表征PERC電池競爭力的另一重要因素。不同的公司在不同的地點(diǎn)都做了雙面PERC組件發(fā)電性能實(shí)證試驗。根據各種地面條件下雙面組件發(fā)電增益的試驗結果表明,雙面組件根據應用環(huán)境不同能增加發(fā)電量達5%~30%。
廠(chǎng)商1實(shí)驗對比了在同樣地面背景下,組件離地面不同高度、不同類(lèi)型PERC雙面組件發(fā)電量的增益。結果表明:雙面PERC組件對比單面PERC組件,發(fā)電量高出8%-16%;組件離地面高度2m對比1.5m,發(fā)電量高0.5%-1.5%。

廠(chǎng)商2也在其實(shí)驗基地進(jìn)行了精確的實(shí)驗對比。實(shí)驗選取了自己生產(chǎn)的PERC單晶單面組件為對比組,PERC雙面組件為實(shí)驗組,采用背面無(wú)遮擋安裝方式,分別使用固定和跟蹤兩種支架,對草地、沙地和白漆地面三個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗對比。為了保證結果的準確性,實(shí)驗在同一試驗場(chǎng)內進(jìn)行,在光照、溫度等環(huán)境條件一致的前提下,采用同一品牌,同一批次的逆變器。實(shí)驗時(shí)間為2017年2月至7月,共收集了六個(gè)月的實(shí)時(shí)監測數據。

通過(guò)上圖可以看出:在相同條件下,安裝在涂有白漆的地面上,并搭配跟蹤支架使用的組件背面增益最大,達30.9%。其次是沙地搭配跟蹤支架使用,增益為24.6%。實(shí)驗中,在草地場(chǎng)景下,發(fā)電量增益相對較低,比單面PERC單晶組件高出14%。另外,從實(shí)驗數據上可知,搭配跟蹤支架的效果遠遠好于固定安裝方式,PERC雙核+跟蹤支架體現出了1+1>2的疊加優(yōu)勢。
廠(chǎng)商3也做過(guò)類(lèi)似的試驗。在蒲城實(shí)驗電站,該廠(chǎng)商單晶PERC雙面裝機容量18.9kW,常規單晶裝機容量18.48kW,都安裝于不運動(dòng)的斜單軸系統上,離地高度1.3m,傾角15度,試驗證明:5、6月,單晶雙面組件單瓦平均多發(fā)電12.04%。具體測試如下:

在大型地面電站方面,黃河晨陽(yáng)共和光伏電站100兆瓦項目率先采用了國內知名廠(chǎng)商PERC技術(shù)的雙面雙玻組件。除了PERC雙面雙玻345瓦組件外,黃河晨陽(yáng)共和光伏電站還安裝了常規單晶335瓦組件,在近期該電站提供的一份發(fā)電量統計表中,記錄了兩種組件在一周內發(fā)電量的對比數據。

數據顯示,常規單晶平均發(fā)電量為3.8千瓦時(shí)/千瓦/天,PERC雙面雙玻組件平均發(fā)電量為4.19千瓦時(shí)/千瓦/天,雙面雙玻組件較單晶組件發(fā)電量平均提高10.2%。若100兆瓦采用普通單晶的電站全部使用PERC雙面雙玻產(chǎn)品,僅安裝90兆瓦就可以達到相同的發(fā)電量,將減少近10兆瓦的安裝,以電站造價(jià)6元/瓦進(jìn)行計算,節省項目投資6000多萬(wàn)元。

對于PERC雙面雙玻組件,地表的反射條件越好,發(fā)電量增益越大,以雪地為更佳。因此,在雪季該項目能夠獲得更多收益。PERC雙面雙玻組件配合斜單軸支架,更能凸顯1+1>2的疊加優(yōu)勢,有望獲得28%~46%的發(fā)電增益。這對于推動(dòng)光伏平價(jià)上網(wǎng)、大幅降低光伏度電成本,無(wú)疑是顛覆性的變革。
繼續領(lǐng)跑“領(lǐng)跑者”
隨著(zhù)組件發(fā)電量以及可靠性的全面驗證,后續市場(chǎng)占有率有望逐步提升。
日前,能源局還提高了第三批光伏“領(lǐng)跑者”計劃的效率門(mén)檻。單、多晶組件的轉換效率分別在17.8%與17%,組件功率分別在295W和280W,對應的單、多晶電池效率分別在21%與19.5%左右。從光伏技術(shù)上看,采用常規工藝將很難達到該“領(lǐng)跑者”指標,必須疊加新的電池技術(shù)或組件技術(shù)。
在目前眾多的高效技術(shù)路線(xiàn)中,PERC技術(shù)及N型電池技術(shù)討論的最為炙手可熱。N型雙面、HJT、IBC等N型技術(shù)在初期導入成本昂貴,且N型硅片成本較高,所以在目前的領(lǐng)跑者項目并不能作為首選;而PERC技術(shù)工藝與現有電池生產(chǎn)線(xiàn)兼容性高,并且PERC電池轉換效率正在快速提高,預計到2018年將會(huì )超過(guò)22%,所以PERC技術(shù)也就成為了近期領(lǐng)跑者項目的主要選擇,雙面PERC組件也已經(jīng)成為“領(lǐng)跑者基地”的最熱門(mén)技術(shù),雙面PERC在成本上與單面PERC產(chǎn)品相差無(wú)幾,但是效率卻提升不少。
雙面PERC組件亦將迎合領(lǐng)跑者光伏電站的發(fā)展需求,一方面產(chǎn)能迅速提升,與常規產(chǎn)品的價(jià)差將持續縮小。另一方面,考慮到PERC雙面單晶多發(fā)電,隨著(zhù)大基地、新技術(shù)、新材料的規?;瘧?,PERC組件產(chǎn)品將得到廣泛的使用。
包括中科院研究所王文靜在內的多位業(yè)內資深專(zhuān)家皆認為,P型PERC雙面已經(jīng)成為雙面發(fā)電組件最受矚目的技術(shù),再加上PERC技術(shù)邁入主流,今年下半年可望有更多廠(chǎng)商會(huì )陸續投入雙面PERC的研發(fā)。
據統計,2017年全球將有超過(guò)10GW的單晶PERC產(chǎn)能,掀起了一股單晶PERC熱潮,這為單晶PERC雙面奠定了很好的基礎。單晶PERC雙面發(fā)電組件也很有可能在未來(lái)一段時(shí)間內將成為未來(lái)的組件應用主力。