(注:國內(nèi)企業(yè)雙面發(fā)電量產(chǎn)主要集中于P型PERC雙面和N型雙面,其他類型雙面發(fā)電不做重點報道。)
“雙面電池”話語權之爭似乎比想象的要更為激烈。
天合光能、隆基樂葉、晶澳太陽能在P型PERC雙面發(fā)電爭奇斗艷的時候,英利、中來、林洋等公司則把重點仍放在N型硅雙面PERT電池上,他們?yōu)榇碎_疆拓土,而中科院微系統(tǒng)所、晉能、福建金石則在N型硅HJT/DJD異質(zhì)結(jié)電池披荊斬棘。
他們的努力也正推動越來越多的光伏骨干公司布局雙面雙玻電池領域。
“天然”雙面
N型雙面。據(jù)英利首席技術官宋登元博士介紹,在規(guī)?;a(chǎn)方面,由于N型電池容易制備雙面電池,并且具有高的雙面效率比,低衰減和溫度系數(shù)等特性,N型硅電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模在不斷擴大。
N型單晶雙面電池在近年也逐步釋放產(chǎn)能,這種電池的特點也是雙面皆可吸收入射光線,從而提升電池和組件的發(fā)電量。和常規(guī)電池相比,該款電池主要增加了雙面漿料印刷和硼元素摻雜(如旋涂、印刷高溫推進和固態(tài)源擴散等)等工藝。目前國內(nèi)主要企業(yè)儲備的該產(chǎn)品技術基本都沒有用到激光等工藝,因此整個電池制作工藝不對硅片造成額外損傷,組件可在各種使用條件下保持穩(wěn)定性。
目前,以N型單晶雙面電池(N-PERT技術為主)的發(fā)展最為迅速。相較于P型電池,N型雙面電池基于晶體結(jié)構(gòu)的特性,具有少子壽命高、光衰減系數(shù)低、弱光響應佳、溫度系數(shù)低、工作溫度低、且雙面皆可發(fā)電的優(yōu)點,逐漸受到制造商的青睞,陸續(xù)投入開發(fā)與生產(chǎn)。在有限的安裝面積之中,N型能提供更高的電力輸出。
P型PERC雙面。也有專家說,PERC技術天然適合雙面發(fā)電。
PERC電池的背面為全Al層,背面入射光線無法穿透該全Al層,因此PERC單晶單面電池只有正面可以吸收入射光進行光電轉(zhuǎn)換。為了使PERC電池均有雙面光電轉(zhuǎn)換功能,行業(yè)改變了PERC電池的印刷工藝,將背面全Al層印刷工藝修改為背面局部Al層印刷工藝。該工藝是盡量保證背面Al漿印刷在激光開孔點處,以使光生電流仍然可以通過激光開孔點的Al層導出。
PERC單晶雙面電池背面由全Al層改為局部Al層,因此背面的入射光可由未被Al層遮擋的區(qū)域進入電池,實現(xiàn)雙面光電轉(zhuǎn)換功能。由于激光開孔點仍然需要Al漿來疏導光生電流,因此背面的大部分區(qū)域任然覆蓋了Al漿,因此和電池正面超過20%的光電轉(zhuǎn)換效率相比,PERC單晶雙面電池背面可吸收光線的區(qū)域有限,背面的光電轉(zhuǎn)換效率預計在10-15%。
擁“兵”搶位
在日前舉辦的光伏熱點專題研討交流會上,楊立友博士介紹,晉能科技根據(jù)穩(wěn)定性和量產(chǎn)實際經(jīng)營進行技術路線選擇,位于晉中的HJT超高效異質(zhì)結(jié)基地已順利投產(chǎn)、出貨。他說,異質(zhì)結(jié)技術步驟相對簡單,初步量產(chǎn)后效率提升空間和成本降低空間更大,他認為,異質(zhì)結(jié)是光伏技術未來向25%效率水平發(fā)展的有效過渡。目前,晉能科技HJT雙面電池的量產(chǎn)平均效率已達到22.5%,72片雙面HJT組件最高功率檔已超過400W。而未來,通過針對高成本部分的專項降本,HJT組件成本與常規(guī)多晶的差距將控制在20%左右。
與晉能不同,英利幾年前就開始N-PERT雙面電池的研發(fā)與量產(chǎn)。在N型單晶雙面高效電池領域,英利始終保持全球最前沿的技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化實力,通過“熊貓”技術的量產(chǎn)成為世界上第一家成功規(guī)模化生產(chǎn)N型單晶雙面高效電池的廠家。英利的“熊貓”產(chǎn)品自2009年開始研發(fā)至今,在技術升級、材料組合、版型設計、包裝運輸?shù)确矫孢M行了全方位的升級,新一代熊貓電池正面效率可達到21.5%,背面發(fā)電效率可達到正面的90%以上,下一步,英利將進一步改善產(chǎn)品制造供應,將轉(zhuǎn)換率提高至22%。
記者了解到,采用新一代“熊貓”電池生產(chǎn)的PANDABifacial系列光伏組件(60片電池)在優(yōu)化后的系統(tǒng)安裝現(xiàn)場,組件背面可貢獻10%-30%的正面發(fā)電量,實際發(fā)電功率超過380W,等效組件效率達到24.5%,可降低25%以上的系統(tǒng)成本,對加快實現(xiàn)太陽能光伏平價上網(wǎng)有著非常積極的推動作用。
中來與英利N型雙面技術路線頗為相似,他們目前量產(chǎn)并力推的雙面組件同為N-PERT。據(jù)中來光電科技有限公司總經(jīng)理劉勇介紹,中來在雙面電池和組件技術方面,一直努力不斷提升雙面組件的轉(zhuǎn)換效率。目前已量產(chǎn)的產(chǎn)品,正面轉(zhuǎn)換效率約21.5%,背面的效率在19.5%左右。對于60片的組件來說,有不同的方式計算背面的效率增益,背面的效率增益約10%~30%左右,背面額外的發(fā)電量可以為客戶帶來顯而易見的收益。
早在2015年,航天機電也已經(jīng)開始布局N-PERT雙面電池,并實現(xiàn)量產(chǎn)。2017年SNEC展會,晶科、中節(jié)能也推出N型雙面發(fā)電組件,近日,林洋也動作頻頻,發(fā)布多款雙面新品。
隨著技術的快速發(fā)展,P型PERC雙面發(fā)電也在快速崛起。
在P型PERC雙面方面,天合步子邁得更快一些。天合光能推出的單晶PERC雙核(天合稱自己的雙面發(fā)電產(chǎn)品為雙核)組件是中國首款采用雙面電池技術的單晶PERC產(chǎn)品。PERC雙面組件的60-cell型號正面發(fā)電功率為285~300W,背面可增益10%左右,整體最高功率可達330W,發(fā)電量較傳統(tǒng)單面組件可增加25%,而價格與正面單面發(fā)電的產(chǎn)品相同。PERC雙核組件經(jīng)濟性優(yōu)勢顯著,可以大幅降低系統(tǒng)度電成本。還可以與天合光能跟蹤支架系統(tǒng)等更多升級方案及技術疊加搭配使用,最大化地增加發(fā)電量。
單晶龍頭隆基樂葉也審時度勢,瞅準時機,發(fā)布單晶PERC雙面產(chǎn)品。隆基樂葉發(fā)布的電池正面發(fā)電效率超過21%,與單面PERC電池相當。背面功率與正面功率相比不低于75%。產(chǎn)品背面可帶來最高25%的發(fā)電量增益(根據(jù)系統(tǒng)電站設計和地面特點不同而不同),可為電站投資者帶來更高收益。
行業(yè)中堅力量晶澳,從2017年第一季度開始量產(chǎn)雙玻雙面PERC組件,(PERCIUM二代組件),組件正面保持了高功率的特點,背面組件功率為正面組件功率70%,達到預期。2018年,晶澳會繼續(xù)發(fā)揮在行業(yè)中的領先優(yōu)勢,進一步提升電池轉(zhuǎn)換效率,加大PERC電池及組件的產(chǎn)能,同時會有更多組件新品面世,為客戶提供更多高性能產(chǎn)品的選擇。
雙玻雙面PERC組件陣列與常規(guī)PERC組件陣列發(fā)電量對比
(每個陣列11片組件,裝機功率3.2千瓦,相對地面傾斜角度25度)
值得注意的是,晶澳于2016年獲中國國家專利局授權的雙面PERC電池的概念與制作方法專利,擁有雙面PERC電池發(fā)電技術完全自主的核心知識產(chǎn)權。
規(guī)則誰定?
隨著雙面發(fā)電市場的逐步擴大,制約因素日益凸顯出來。目前國際上光伏行業(yè)測試方法標準基本是針對傳統(tǒng)單面發(fā)電器件而編寫,不適用于評估雙面光伏器件的性能,無法準確測試雙面光伏器件的電參數(shù)。國際上欠缺通用的雙面發(fā)電測試標準,導致了兩個弊端。一,組件的標稱功率直接影響買賣雙方的利益,雙方在如何標定標稱功率上存在很大分歧;二,雙面發(fā)電組件的最終標稱值會直接影響電站系統(tǒng)設計。
國際知名第三方認證機構(gòu)萊茵TüV的Dr.Christos于今年起牽頭組織IEC60904雙面組件測試方法的編寫,討論組已正式成立,該測試方法的正式發(fā)布有望解決這一棘手難題。
在國內(nèi),中國光伏行業(yè)協(xié)會組織編制《雙面發(fā)電光伏組件電參數(shù)測試方法》團體標準。英利、北京鑒衡、中建材、TüV南德、國家質(zhì)檢中心(CPVT)、阿特斯、天合等都積極參與團體標準的制定。經(jīng)過前期調(diào)研、資料收集、標準起草、會議討論、試驗驗證、數(shù)據(jù)收集等工作,目前標準編制組已完成征求意見稿,正面向行業(yè)進行公開征求意見。
其他企業(yè)或檢測機構(gòu)并未坐享其成,也積極投入雙面電池測試方法的研究之中。TüVNORD、國家光伏檢測中心、中來光電與招商新能源經(jīng)過長時間戶外測試及實驗室研究驗證,收集匯整了大量一手數(shù)據(jù),并經(jīng)過反復的研討論證,于2017年4月19日聯(lián)合發(fā)布了雙面電池組件I-V測試方法。該測試方法包括測試條件,測試方法及流程,組件銘牌標稱要求,測試報告等內(nèi)容。同時,針對不同背景的安裝場地,該標準還提出了相應的規(guī)范推薦值。
目前,PERC單晶實驗室效率已經(jīng)達到23.45%,突破了進一步發(fā)展的瓶頸,越來越多的企業(yè)加入到PERC雙面發(fā)電的陣營。以英利與中來為首的N型雙面隊伍也正在壯大中,畢竟有人相信,將來一定是N型硅的天下。
但是,行業(yè)秩序如何整合?行業(yè)如何進一步規(guī)范?全行業(yè)仍需摸索前進。
各持“利器”的雙面發(fā)電企業(yè),誰能笑到最后,我們拭目以待。
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