單晶PERC在常規單晶基礎上加入了背面鈍化膜，減少了電池背面電子和空穴的復合;顯著(zhù)提高了對1000~1200nm波段近紅外光的利用率，因此顯著(zhù)提高了電池效率，目前領(lǐng)先企業(yè)5柵PERC電池量產(chǎn)效率可達~22%，60片電池的組件常規封裝即可實(shí)現310W功率。

　　在電池效率提高的同時(shí)，光伏組件可獲得：

　?、偃豕獍l(fā)電能力提高

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　?、酃ぷ鳒囟冉档?，因此具有更佳的發(fā)電表現，其中弱光發(fā)電能力提高又可帶來(lái)：

　　A. 低光強時(shí)組件相對轉換效率提高

　　B. PERC組件對近紅外光轉換效率更高

　　本文會(huì )結合小系統與模擬做一些細節討論。尤其需要注意的是，組件的衰減對發(fā)電的結果有很大的影響，不同企業(yè)在PERC組件的光衰控制水平上有所不同，因此實(shí)證結果宜結合組件衰減情況一起考慮。初始光衰控制不好的產(chǎn)品在單Wp發(fā)電能力上甚至會(huì )低于常規組件。

　　二

　　單塊組件的發(fā)電實(shí)證

　　使用IV多通道測試儀可以方便的測試單塊組件的發(fā)電情況，測試原理與組串逆變器類(lèi)似，根據每分鐘的功率得到組件的直流側發(fā)電量，數據的參考價(jià)值優(yōu)于使用微型逆變器。以下實(shí)證即采用IV多通道測試儀(Daystar MT-3200)研究了295Wp單晶PERC組件與270Wp常規組件的發(fā)電能力，每種組件各兩塊接入不同通道(相互對照可確保數據可靠性)。發(fā)電量取兩塊組件的平均值，單Wp發(fā)電能力采用實(shí)測功率進(jìn)行計算。

　　單晶PERC組件來(lái)自隆基樂(lè )葉，為低光衰產(chǎn)品，承諾首年衰減低于2%，避免了實(shí)證中PERC組件光衰過(guò)高的風(fēng)險。

　　以下為晴朗天氣下兩種組件單日(2017年9月18日)功率輸出情況(W/Wp)的對比，統計時(shí)間為8:00~16:00，因現場(chǎng)空間有限，該時(shí)間段以外存在前后排的陰影遮擋?？砂l(fā)現單晶PERC全天內單Wp功率輸出均高于常規組件，早8點(diǎn)~9點(diǎn)，下午15~16點(diǎn)發(fā)電增益4~5%，10~14點(diǎn)發(fā)電增益2~3%，全天平均增益3.2%，如無(wú)陣列遮擋的話(huà)預計早、晚的發(fā)電增益會(huì )更高。該結果明顯體現出兩種組件在弱光下的發(fā)電差異，而溫度相關(guān)因素導致的中午與早晚發(fā)電差異在泰州這樣的地區相較下不明顯。這種早晚發(fā)電增益高的特性使得單晶PERC組件在匹配逆變器方面無(wú)需與常規組件區別處理。

　　18年6月的整月的發(fā)電情況可以體現出類(lèi)似的結果，月均增益3.65%。在陰天、雨天，由于光強較弱且光譜中紅外占比提高，單晶PERC組件的發(fā)電增益可達5%左右，且體現出輻照值越低，發(fā)電增益越高的趨勢。

　　2017年9月至2018年6月10個(gè)月的統計中，單晶PERC組件所體現出的發(fā)電增益與單日、單月的增益基本一致，多發(fā)電優(yōu)勢非常穩定，印證該組件沒(méi)有發(fā)生明顯的衰減。

　　三

　　三亞小型并網(wǎng)系統全年發(fā)電結果

　　中國電器院的三亞海洋性氣候實(shí)證基地的實(shí)證結果自之前的兩篇報道后，也于2017年9月底完成了 1年的實(shí)證，全年的發(fā)電統計如下，隆基樂(lè )葉低衰單晶PERC組件相對常規組件①增益4.07%，相對常規組件②增益2.93%，兩種常規組件來(lái)自不同的一線(xiàn)制造商。所有組件在投樣前均在第三方機構測試了初始功率并采用該功率值計算比發(fā)電量，保障了公平性。

　　1年期的實(shí)證結束后，中國電器院對組件功率再次進(jìn)行了測試以評估組件衰減，組件實(shí)際曝曬時(shí)間約14個(gè)月，位于海洋性氣候區域，同時(shí)對組件可靠性有很大考驗，隆基樂(lè )葉單晶PERC組件由于抗光衰優(yōu)勢，實(shí)際衰減1.99%，較常規組件明顯具備優(yōu)勢。假定組件衰減均為線(xiàn)性，則扣除低衰減優(yōu)勢后，該單晶PERC組件的發(fā)電增益約2.5~3%。

　　組件工作溫度的情況統計如下(使用了6個(gè)溫度采集點(diǎn))，平均溫度為在全天發(fā)電中占比高的10:00~14:00時(shí)段的組件平均溫度，最高溫為當月每日最高溫度的均值，結果顯示，單晶PERC組件平均工作溫度比常規組件低接近2℃，最高溫度差的均值高于2.5℃。

　　四

　　PVsyst發(fā)電模擬結果對比

　　TÜV萊茵的質(zhì)勝中國評比為我們提供了公平的發(fā)電模擬對比，因參賽組件的Panfile均由TÜV萊茵測試，而測試的組件也由其從產(chǎn)線(xiàn)上抽取。結果顯示，單晶組第一名相比常規組第一名多發(fā)電1.8%左右，模擬結果相對實(shí)證結果略有低估。

　　筆者使用PVsyst模擬了單晶PERC組件與常規組件的晴朗天氣下的日發(fā)電情況 (4月1日)，增益曲線(xiàn)與第1部分的泰州實(shí)證數據相似，全天的發(fā)電增益為1.5%，同樣低于實(shí)證結果。

　　PVsyst軟件已經(jīng)考慮到了不同組件的功率溫度系數與低輻照下相對轉換效率的差異，因此模擬結果低于實(shí)證結果的原因應為兩方面：

　　1. PVsyst模擬結果無(wú)法體現出單晶PERC組件在紅外波段的發(fā)電優(yōu)勢。

　　2. PVsyst內置的組件工作溫度模型低估了單晶PERC組件與常規組件的工作溫度差。以下右圖展示了模擬的晴朗天氣下三亞單日工作溫度情況，模擬的工作溫度差~0.3℃。

　　五

　　單晶PERC組件的產(chǎn)品價(jià)值

　　如下表條件下，設定BOS成本分別為2.3元/W(單晶PERC 310W)和2.5元/W(常規275W)，考慮低衰單晶PERC組件相對常規組件多發(fā)電3%。計算得全投資收益8.4%時(shí)，單晶PERC組件可多賣(mài)0.43元/W，扣除BOS成本差后，得到的0.23元/W就是單晶PERC組件多發(fā)電與用地節省帶來(lái)的產(chǎn)品價(jià)值。

　　單晶PERC組件的更高功率與更多發(fā)電均可以節省度電系統投資，而光伏系統投資中組件以外的土地成本、人力成本、設備成本等已很難有下降空間，因此未來(lái)隨著(zhù)組件成本下降，單晶PERC組件所節省的系統成本將顯得越發(fā)明顯，PERC產(chǎn)品將成為市場(chǎng)主力。