【2017PVCEC】2017年底全球PERC產能有望超20GW PERC電池轉換效率接近24%

2017-10-18 17:38:39 PVCEC 　點擊量：評論 (0)

2017年10月17日-19日，2017中國光伏大會暨展覽會(PVCEC2017)在北京隆重召開。在18日上午的創新劇場【光伏產品質量及可靠性】論壇上隆基樂葉產品營銷總監王夢松出席并做主題演講。王夢松表示，PERC效率的提升前景

2017年10月17日-19日，2017中國光伏大會暨展覽會(PVCEC2017)在北京隆重召開。在18日上午的創新劇場【光伏產品質量及可靠性】論壇上隆基樂葉產品營銷總監王夢松出席并做主題演講。王夢松表示，PERC效率的提升前景從現在所有主流的研究機構來看，PERC提升效率非常大，預期在4到5年之內，主流的電池轉換效率提升到23.5%，甚至接近24%的水平，未來要疊加，包括像選擇性發射極的技術、ICE技術，包括多主柵。從全球的產能布局來看，今年年底全球的PERC產能可以做到20GW以上，預計在明年產能會有一個更進一步的增長，預期會到30到45個GWPERC產能，因為傳統的PERC和雙面PERC具有高度的產能兼容，這些產能都是很容易改成雙面的PERC技術。

以下為發言實錄：

王夢松：各位嘉賓，各位專家大家下午好，我這邊給大家分享一下基于PERC雙面組件的一些特性，首先把PERC雙面技術做一個簡單的介紹，針對雙面技術的雙面產品特性做一個介紹，第三部分把實際的案例，發電的應用做一個分享，最后簡單的談一下針對雙面組件在系統設計方面要注意什么樣的問題。

首先簡單介紹一下雙面PERC技術，因為PERC大家知道是被動化的特性，可以降低表面復合，增加對長波的吸收，另外PERC這個技術在長波段有更好的光波響應，另外因為PERC它由于背面是個局部被接觸，所以電荷有一定的增加。這是PERC電池生產基本的工藝過程，可以看到標準的PERC電池工藝過程不是很復雜，在現有的產線上基本上增加兩道工序，一道被動畫，另外一個激光開槽，這樣可以實現PERC的工藝，如果在現有的PERC工藝上只要稍加一些改進，把背面激光開槽之后的印刷鋁背場這個工藝改成印刷局部鋁三柵線，這樣可以把PERC電池做成雙面的技術，利用背面的光進行發電。

這是雙面電池基本的構，正面跟現有的結構沒有太大變化，就是在背面采用鋁三柵線的模式，現在行業里平均的PERC的雙面如果是用單晶可以做到70%以上，比較高的企業可以做到75%以上，這是市場上主流的，結合黑硅技術的話，現在可以做到19.2，疊加PERC，如果是多晶黑硅疊加PERC可以做到19.8%，如果綜合考慮以平均10%的增益疊加，綜合效率可以做到23.3%這樣的水平。對于雙面背面的發電量的數據，其實很多機構都做了一些研究，結合不同的地面反射率，包括安裝的高度就會有不同反射的增益結果，這個可以在早期之前沒有實際數據的時候可以做參考，因為PERC技術一些簡單的優勢主要是低輻照比較好，溫度系數比較好，從正面來說也有發電量的增益。

這邊可以提一下，PERC效率的提升前景從現在所有主流的研究機構來看，PERC提升效率還是非常大的，預期在4到5年之內，主流的電池轉換效率提升到23.5%，甚至接近24%的水平，未來要疊加，包括像選擇性發射極的技術、ICE技術，包括多主柵。

從全球的產能布局來看，今年年底全球的PERC產能可以做到20GW以上，預計在明年產能會有一個更進一步的增長，預期會到30到45個GWPERC產能，因為傳統的PERC和雙面PERC具有高度的產能兼容，這些產能都是很容易改成雙面的PERC技術。

簡單看一下雙面PERC產品的特性包括可靠性的因素，雙面的PERC技術秉承了PERC高效特性，平均量產效率可以做到21.2%、21.3%以上，從組件的功率來看，如果是60片的組件，主流的功率檔位可以在300瓦以上。從衰減的性能看，之前大家都對PERC的衰減做了很多的研究，包括像我們王文靜老師做了很深的研究，相對來說在單晶PERC上相對簡單一些，主要是硼氧負荷的原因，可以很好的解決，從實際測試數據也可以看到，經過低衰減處理的PERC在60千瓦時的輻照度可以維持在很低的水準。

這是產線衰減的測試數據的抽測情況，可以看到它的平均值基本上都在1%以下，從PERC單瓦發電量來看，相對于普通的背場PERC組件平均發電增益高處3%，單瓦的發電量，這個包括在弱光性，發電的增益都有體現，在輻照度比較低的情況下，有明顯增高的趨勢，相對來說在不同月平均溫度可以看到平均PERC的工作溫度比常規的組件溫度大概低三到四度的范圍，加上它的溫度系數的特性，所以它在溫度上升的時候，造成的溫升水濕也會更低。

從雙面PERC來看，在現有單面的基礎上會有一定增益，結合不同場景反射率的情況會有一定的增益。雙面PERC是采用雙玻封裝，對雙玻安裝比較困難，如果沒有邊框的保護，可能會受到運輸、安裝環節的碰撞，會產生一些破損，包括比如說水汽透過的問題，為了避免可靠性的風險，我們是推薦在雙面組件上采用一種邊框的安裝方式，雖然一定程度上增加一些成本，但是從綜合的可靠性和便于安裝的角度去考慮，可以為系統端帶來更高的附加值，同時雙面組件有比較好的跟蹤系統的配合效應，如果加上邊框可以更好的用在跟蹤系統上，包括有邊框之后它的特性可以第一個減少破損，第二個防止因為安裝點受力不均勻，比較容易造成玻璃長期使用中的破壞的。另外可以配合硅膠防止水汽的進入，包括很好支持1500伏的系統，加上邊框大家會擔心組件重量會更加重，所以后續我覺得雙面的玻璃趨勢會進一步減薄，從第一代的廠家主要是2.5毫米的玻璃，現在基本上回到第二代都會到2毫米的玻璃，而且后續這個趨勢有望進一步減薄。

從雙玻組件的封裝上來看，如果采用POE封裝方式的話，它的可靠性和穩定性方面有一個明顯的優勢，大家知道EVA本身在長期的紫外線照射下會產生分解，產生醋酸和水，因為玻璃本身沒有水汽透過的，所以是存在一定的可靠性隱患，如果是背板封裝方式，背板有一定水汽透過率，但是玻璃基本上是零水汽透過率，EVA難以出去，這樣對可靠性還會產生影響，包括穩定性，另外一點從抗PID這個性能來看，因為雙面組件PID正面反面都要做PID測試，從PID的測試，POE有更好的性能，這是結合PID包括一些可靠性測試的數據可以看到，采用POE方式的封裝都有更好的特性，行業里還沒有成文的標準，基本廠家都會把正面和背面，從可靠性上，不管做DHTC，或者是做PID，都會單獨拿出來測試。還有一個特點，在PID雙面組件背面相對來說失效的風險會更大一點，所以采用POE這種封裝可以最大程度減少PID發生的風險。

談到衰減，剛才我也說了，因為采用PERC技術，相對在單晶上衰減幾率比較簡單，只要解決硼氧負荷的問題，就可以比較好的解決衰減的問題，光衰的問題，基于這個機理，無論采用摻加的技術，都可以做到低于2%的衰減，首年衰減不低于2%，因為雙玻，玻璃背板有更好的可靠性，耐腐蝕、耐紫外線，所以衰減率比背板要低的，從之前幾年做的大型雙玻項目，拿到幾年的數據都可以得到印證。所以對于雙玻的產品我們敢做出這樣的質保，這個是比普通組件的0.55到0.6的衰減率更低，因為雙?？煽啃愿茫袠I里都是給出30年的行業質保，綜合下來之后綜合功率還高于初始功率84.95%這樣的水平。

從電池的效率提升上可以看到，產線目前標準平均效率在21.3%，如果采用一些更先進的技術，在一些示范線上可以做到22%以上的平均效率，按照雙面PERC的效率路線圖，到今年年底產線上可以做到23.5%的效率，基本2019年效率可以做到23%以上，這也印證PERC這個技術還有非常巨大的效率提升的空間。

從度電成本上來看，現在雙面PERC技術，因為它兼顧了高效和較低的生產成本，所以在現階段是度電成本最低也是性價比解決最高的方案，對比PERT效率上有一定的優勢，對比HIT在成本上還是具有明顯的優勢。

未來的組件封裝技術還會進一步發展，從現在這個趨勢來看，疊片這個方案會逐漸的產能上來，慢慢取代現有的傳統的焊接的方案，相比來說疊片組件比焊接封裝的組件功率可以提升8%左右，另外抗熱斑的性能，包括抗引裂的性能會更好，如果結合的話，可以進一步發揮雙面高效的特性。

下面分享雙面一些實際的案例，這也是從實際案例印證了雙面還有高可靠發電輸出的特性，第一個案例是在陜西蒲城有一個地面電站，是建在黃土地上的，這個裝機容量是19千瓦，采用一個固定傾角，地面高度1米3，從電站運行拿到將近2個月的數據，可以看到平均的相對單面組件，雙面的發電量提升了12%以上，這是和大家最初的10%以上的預期是比較吻合的。第二個項目在內蒙古庫布齊一個沙漠上，這個系統是雙面搭配了斜單軸的跟蹤系統，對比的系統是常規組件，加上平單軸的系統，現在這個電站運行已經超過4個月了，從業主方拿到電站的初步數據可以看到6、7、8三個月的發電量，如果雙面加上斜單軸綜合的發電量比單面加上固定，提升了51.4%，49.9%和43.8%，當然這個和太陽的角度是有關系的，可以看到6月份最高，7、8月有個逐步的下降，應該和太陽的輻照角度有關系，這一塊我覺得后續，雙面組件它的蒸發和角度的關系，和季節的關系這一塊大家后續還會有很多課題是可以研究的。

這是業主方提供的原始數據，這邊做過一些修正，我們也是技術人員到現場把現場的情況做了一個比較詳細的查看，做了一些修正，因為考慮到有一些差異，包括對比的電站是之前已經建成的，已經運營將近一年了，所以按照2%的衰減進行了修正，另外像大電站系統已經建成的電站讀數是讀到電表端，業主提供我們的對比組件是從逆變器讀的，所以扣除了一定的線損，所以把雙面組件實際的出廠功率拿到，有一定的震功差，按照實際的功率進行校正，修正之后可以看到實際的發電量三個月分別是44%，42.7%、36.8%，其中刨除了跟蹤系統的因素，跟蹤系統大概貢獻了22、23、13.8%，這樣折算到雙面本身功率的提升上可以看到，在沙漠的環境下，配合斜單軸，平均在60%左右，6月份20.7%，20.6%，18.5%，可以看到在沙漠沙地環境下，是有比較好的增益。

第三個是第三方電站，拿到的數據不多，半個月的數據，簡單分享一下結果，邏輯和前面是一樣的，如果在固定支架的系統上，雙面比單面同樣的固定支架增加了12.8%，在同樣平單軸的系統上，可以看到雙面+單面蒸發量是16.8%，這就可以看到在跟蹤系統對雙面背面的發電量有一個放大的作用，現在大家都在討論雙面加跟蹤有一個一加一大于二的效果，對于雙面跟蹤后續還有很多課題還做，包括配合主流廠家做一些實證的項目，進一步探討在雙面系統端帶來的增益。

最后提一下雙面系統設計方面的問題，還是要考慮一些特殊的因素，首先設計雙面電站的時候，要考慮環境上對光的反射率，因為不同的場景對光的反射率是有差異的，包括水面、草地、干的土地、水泥地、沙地，包括雪地，甚至涂了白涂料的場地，它的反射率都是有一定差異的，上面列的是文獻參考的值，還是比較準確的，可以看到草地上差一些，水面上也會差一些，干地，包括像沙地發電的增益會比較好?？梢钥吹诫p面這個系統組件是比較適合運用于電站的系統，不太適合用于彩鋼瓦。如果是做一些反光涂料的處理，會帶來顯著發電量的提升，后續還會進一步做實證來獲取數據。另外雙面組裝的安裝是有一些要求的，從光學模擬的數據來看，當這個組件離地面一米以上，輻照均勻性開始趨于穩定，所以結合實際項目場景來說，我們建議雙面組件的離地高度至少要高于0.6米，最佳選擇大概是在1米左右。安裝傾角上也是有一些差異的，要綜合考慮背面和正面的綜合貢獻，所以初步是建議和單面組件保持一致，但是有一些細微的差異，包括不同的季節也會有差異，后面還有很多工作進一步需要做。因為雙面組件背面發電有增益的，安裝的時候，安裝系統必須考慮背面盡量避免遮擋，如果背面有明顯的遮擋，會造成背面增益明顯的下降，標配金屬邊框推薦使用壓塊或者螺栓在長邊安裝，根據支架不同情況選擇平單軸或者斜單軸。

從逆變器的容量選擇上和單面系統設計也要做一些區分，這邊有一個參考的數據，平均增益在14.5%，反射率相對比較好的情況下，這個時候在局部的時候可以達到20%和25%，如果是單面和雙面組件功率都是350瓦的時候，單面可以達到310，雙面可以達到370瓦，這樣可以選擇逆變器的容配，如果單面組件可以不限功率，雙面組件超配如果超過1.2，極有可能出現消風的情況，單面組件超配系統會更到一點，對于逆變器的容量，一二三類地區的話超配比可選擇1.1、1.2、1.3，這個當然要結合具體地面的情況，跟蹤系統有個特點，在上午和下午這個時段，跟蹤系統有效跟蹤陽光的角度，所以它在發電量增益最大的時間段，相對來說不是日照最強的時候，所以這種情況下我們建議不需要額外，因為跟蹤系統在提高逆變器的容量。根據剛才電站初步的結果也可以看到，跟蹤系統對背面的發電是有一定的額外增益，所以組件有一定的傾角可以接受散射光，所以增益也不在。

從組串的電流上可以看到，雙面組件共用一個PN結來發電的，所以相對來說它的電流會更大，開壓和單面基本一致，電流會有個基本增加，如果雙面組件短路電流在背面增益25%的時候，短路電流會接近12N，包括逆變器的組串最大電流也是提升到12N，這也是一個實時單面和雙面組件電流和電流增益的統計表，可以看到它的電流增益和發電增益基本上趨勢是一致的，因為背面發電主要體現在電流的增加上，平均增益是在14%左右，部分時段電流會達到20%到25%，單面日最高電流是在9.5MPV，它的比例趨勢也是一致的。這就是從系統設計上綜合的考慮，謝謝大家，我的報告就到這兒。