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  • 真實(shí)的“雙面組件”是什么樣?

    2018-08-10 14:23:24 北極星太陽能光伏網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
    通俗地講,兩面受光均可發(fā)電的晶體硅太陽電池就是雙面晶體硅太陽能電池,俗稱雙面電池。而采用不同于常規(guī)組件制備技術(shù)將雙面電池封裝而成的組件,則稱為雙面組件。

    通俗地講,兩面受光均可發(fā)電的晶體硅太陽電池就是雙面晶體硅太陽能電池,俗稱雙面電池。而采用不同于常規(guī)組件制備技術(shù)將雙面電池封裝而成的組件,則稱為雙面組件。

    雙面電池可采用N型和P型晶體硅材料制成,包括N型PERT電池、HJT電池、IBC電池,以及P型PERC雙面電池等。

    圖一:幾種典型的雙面電池(PERT、HJT、IBC)示意圖及結(jié)構(gòu)

    圖二:P型單晶PERC雙面電池正面(左)背面(右)圖

    制造工藝對比

    常見的晶硅電池(以P型單晶單面電池為例)的工藝主要包括六步:制絨與清洗、POCl3擴(kuò)散、去磷硅玻璃(PSG)與邊絕隔離、正面鈍化減反射膜、絲網(wǎng)印刷和測試分選。

    單面PERC電池的工藝,僅在常規(guī)單晶電池工藝的基礎(chǔ)上增加了背面疊層鈍化膜(一般為Al2O3/SiNx)和背面激光開空兩道工藝。如果將單面PERC電池的背面全鋁背場改為背鋁柵線印刷,就成了雙面PERC電池。

    從外觀上看,這兩種PERC電池的正面并無差異,只是雙面PERC電池的背面為不同厚度膜覆蓋,鋁背場局域接觸,從而也能受光發(fā)電。

    而N型雙面電池的工藝相對復(fù)雜一些,需要在制絨和清洗后進(jìn)行多增加一次摻雜過程(BBr3擴(kuò)散)。

    圖三:傳統(tǒng)單面普通電池、雙面PERC電池、N型雙面電池工藝制作流程

    市場競爭力比較

    根據(jù)最新的國際光伏技術(shù)路線圖(ITRPV-2018)中電池轉(zhuǎn)換效率顯示,目前常規(guī)單晶電池的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率在20.2%左右,而單晶PERC電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率在21.5%左右。

    兩者相比,后者轉(zhuǎn)換效率具有明顯的競爭力,因此在近年來得到了大力發(fā)展。

    由于單晶PERC電池僅需在常規(guī)單晶電池工藝基礎(chǔ)上增加兩道工藝,在現(xiàn)有產(chǎn)線上進(jìn)行技術(shù)升級比較容易,所以大部分電池廠家更愿意選擇這一技術(shù)路線。

    這也在一定程度上搶占了常規(guī)單晶電池的一些市場份額。

    而其中,由于P型PERC雙面電池的制程與現(xiàn)有生產(chǎn)線兼容度更高,其生產(chǎn)成本相對于N型雙面電池低一些,所以更受電池廠家的青睞。

    但N型雙面電池由于具有無光衰及高發(fā)電量的天然優(yōu)勢,也獲得了一部分的市場認(rèn)可。

    隨著技術(shù)的進(jìn)步,P型電池的光衰得以逐步降低,N型電池的成本進(jìn)一步降低,最終將大大降低光伏系統(tǒng)發(fā)電的成本。

    圖四:ITRPV-2018各種電池的產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率圖

    雙面組件的特點(diǎn)

    與常規(guī)光伏組件背面不透光不同,雙面組件背面是用透明材料(玻璃或者透明背板)封裝而成,除了正面正常發(fā)電外,其背面也能夠接收來自環(huán)境的散射光和反射光進(jìn)行發(fā)電,因此有著更高的綜合發(fā)電效率。

    歸納起來,雙面組件有以下典型的特征:

    圖五:雙面光伏組件受光示意圖

    正面、背面都可受光發(fā)電,背面的光電轉(zhuǎn)換效率是正面的60%-90%,系統(tǒng)集成后系統(tǒng)發(fā)電功率相對于傳統(tǒng)單面組件電站的增益約為4%-30%。

    根據(jù)雙面組件在戶外實(shí)證基地得出的發(fā)電增益數(shù)據(jù)來看,對應(yīng)雙面組件的背面為草地、沙地、水泥地以及地面刷白漆時,其背面的發(fā)電增益分別為10%、12%、13%以及32%。

    正面和背面都可采用鋼化玻璃作為保護(hù)材料,其采光性、耐候性佳,可靠性高,應(yīng)用場景更多樣化、更富有創(chuàng)意。

    安裝方式多樣化,可垂直、可傾斜,由此產(chǎn)生許多新的利用方式,如溫室、高速公路圍欄、陽光房等。

    相對于常規(guī)單面組件,由于雙面發(fā)電,雪天時組件表面不易積雪,且地面的雪地帶來的高反射使得組件的發(fā)電增益更高。

    但在使用雙面組件時,需要特別關(guān)注其安裝方式、二極管的選擇、逆變器的選擇,以及由于失配導(dǎo)致的熱斑等可靠性問題。

    圖六:雪地應(yīng)用場景下的雙面光伏組件

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    責(zé)任編輯:蔣桂云

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