多晶的發(fā)電量比單晶高?
盡管我們身處于科技突飛猛進(jìn)發(fā)展的時(shí)代,人類社會(huì)的很多難題一道道被攻克,AI技術(shù)不斷挑戰(zhàn)人類智能極限,然而我們對(duì)有些基本事物的理解依然是錯(cuò)誤的。就好像愛因斯坦對(duì)海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理的著名論斷——“上帝不擲骰子”!
海森堡1927年提出的測(cè)不準(zhǔn)原理 ,即 —— 不可能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量一個(gè)粒子的位置和動(dòng)量,對(duì)位置的測(cè)量會(huì)影響到動(dòng)量,反之亦然。
當(dāng)時(shí),世界物理學(xué)界對(duì)此原理一片嘩然,很多重量級(jí)的物理學(xué)家都反對(duì)這個(gè)理論,就連愛因斯坦也對(duì)此不以為然,認(rèn)為世界是可知的,是可以被描述的!
幾十年過去了,測(cè)不準(zhǔn)原理已經(jīng)成為量子物理的基本定律之一!
在光伏業(yè),也有類似的認(rèn)知錯(cuò)誤,即 —— “單晶組件發(fā)電量比多晶發(fā)電量高”。
去年我們與大家分享了單、多晶產(chǎn)品在澳洲D(zhuǎn)KASC測(cè)試平臺(tái)八年野外‘實(shí)戰(zhàn)’中的發(fā)電量。時(shí)間又過去一年,最新一年的系統(tǒng)的發(fā)電量表現(xiàn)如何?
澳洲D(zhuǎn)KASC測(cè)試平臺(tái)始建于2008年底,位于澳大利亞艾麗絲斯普林(Alice Springs, AU),由第三方獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)澳大利亞沙漠太陽能研究中心負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)維護(hù),并提供所有在測(cè)電站系統(tǒng)的發(fā)電量數(shù)據(jù)。該測(cè)試基地免費(fèi)對(duì)外開放,有興趣的光伏同仁可以去澳洲實(shí)地考察,也可訪問DKASC的網(wǎng)站獲取電站信息。該測(cè)試平臺(tái)積累的不同類型組件的發(fā)電量數(shù)據(jù)為分析不同類型組件常年發(fā)電性能提供了公開可靠的數(shù)據(jù)來源。
自2008年, 全球共有24家組件制造公司將自己的組件送去DKASC電站系統(tǒng)平臺(tái)測(cè)試。目前,DKASC平臺(tái)共有40個(gè)電站系統(tǒng),其中25個(gè)多晶系統(tǒng),8個(gè)單晶系統(tǒng),最長(zhǎng)的電站系統(tǒng)已運(yùn)營(yíng)了近10年。
為了排除不同公司之間的工藝水平和選用的組件封裝材料對(duì)組件發(fā)電量的影響,我們選擇了BP Solar公司的兩套多晶和單晶5千瓦電站系統(tǒng),對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)在2009年5月—2018年3月,106個(gè)月時(shí)間里的系統(tǒng)發(fā)電量進(jìn)行對(duì)比,如下圖所示:
結(jié)果顯示:
第一年,多晶組件的發(fā)電量比單晶組件高4.6%。
之后,雖然單晶組件的發(fā)電量有所恢復(fù),但是在后續(xù)的8年運(yùn)行中,單晶比多晶組件的發(fā)電量每年還是低2%左右。
九年平均,多晶的發(fā)電量比單晶高2.3%。
是什么原因造成多晶組件的發(fā)電量比單晶組件高呢?
有一個(gè)科學(xué)家公認(rèn)的原因,那就是單晶硅片的‘間隙氧’含量比多晶硅片高一個(gè)數(shù)量級(jí),因此導(dǎo)致單晶光伏組件的初始光衰高。
那么,為什么單晶的‘間隙氧’比多晶高呢?一個(gè)主要原因在于單晶棒拉制過程中,旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的‘刷鍋’效應(yīng),以及幾倍于多晶的長(zhǎng)晶時(shí)間,導(dǎo)致坩堝中的氧大量析出。
此外,我們還意外的發(fā)現(xiàn),多晶在夏天的發(fā)電量?jī)?yōu)勢(shì)更明顯,而且每年會(huì)有規(guī)律的發(fā)生,以2017-2018的月度數(shù)據(jù)為例:
為什么多晶在夏天光照好的時(shí)候,
發(fā)電量比冬天更高呢?
目前,我們對(duì)這個(gè)發(fā)電量差異現(xiàn)象還沒有答案,請(qǐng)業(yè)界的專家、大咖們發(fā)表意見,共同研究。
解決初始光致衰減的技術(shù)何在?
過去的兩年,光伏業(yè)創(chuàng)新技術(shù)層出不窮,改善初始光衰的技術(shù)解決方案也紛紛被應(yīng)用于拉晶、鑄錠和電池生產(chǎn),比如:摻鎵、光注入退火、電注入退火等。這些技術(shù)應(yīng)該對(duì)降低單晶和多晶的光衰都有效。但到底有多少效果呢?我們歡迎光伏界的同行們提供更多的,使用最新單、多晶技術(shù)的光伏組件野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
為避免“自說自話”
科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足以下條件
1、同樣的安裝條件和地點(diǎn),第三方獨(dú)立機(jī)構(gòu)公正、公開、可核查的數(shù)據(jù);
2、足夠長(zhǎng)的電站系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)間。
總結(jié)和建議
1. 單晶、多晶,本是兄弟,各有千秋。
2. 從同一廠家歸一化發(fā)電量的歷史數(shù)據(jù)來看,多晶光伏組件比單晶平均發(fā)電量高2.3%。
3. 更高的初始光致衰減(LID)可能是造成單晶光伏發(fā)電量偏低的主要原因,也可能還有其他機(jī)理導(dǎo)致九年仍不能恢復(fù)正常。
4. 光伏業(yè)界應(yīng)立即出臺(tái)新的標(biāo)準(zhǔn),加嚴(yán)測(cè)試硅片的氧含量,以及電池片和組件的‘初始光衰’。
5. 推廣摻鎵、光注入退火、電注入退火等新技術(shù),并用科學(xué)的數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)這些新技術(shù)對(duì)單晶,多晶組件的效果。
責(zé)任編輯:蔣桂云
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