雙面燎原 哪種技術(shù)更值得你來PICK?
“今年將是雙面組件快速發(fā)展的元年!辈簧傩袠I(yè)專家都表示過這一觀點。彭博新能源財經(jīng)此前預(yù)計2018年雙面電池組件市場規(guī)模將達(dá)到3GW,主要用于領(lǐng)跑者項目。而531新政之后,領(lǐng)跑者項目已成為國內(nèi)下半年主要的內(nèi)需市場之一,其中應(yīng)用領(lǐng)跑者中雙面組件總中標(biāo)量約為2.6GW,占比達(dá)52%;技術(shù)領(lǐng)跑者三個基地6個標(biāo)段中更是有4個標(biāo)段申報了雙面技術(shù)。盡管目前雙面組件的出貨量占比仍很小,但從SNEC展以及領(lǐng)跑者項目就可以看出,布局雙面技術(shù)已經(jīng)成為光伏企業(yè)的發(fā)力點,雙面技術(shù)正以燎原之勢快速發(fā)展。
誰是雙面技術(shù)的“天選之子”?
雙面組件根據(jù)晶硅基底的不同可分為P型雙面和N型雙面,目前可量產(chǎn)的雙面電池結(jié)構(gòu)中以P型PERC雙面、N-PERT雙面以及HIT為主。
材料天然優(yōu)劣勢對比
N型雙面由于硅基底的不同,相較P型PERC雙面具有一定材料上的天然優(yōu)勢,包括少子壽命高、無光衰、弱光性能好、溫度系數(shù)良好、對金屬雜質(zhì)容忍度高等等。
(1)少子壽命高。金屬雜質(zhì)是半導(dǎo)體中常見的雜質(zhì)之一,而N型基底的抗雜質(zhì)能力很強,對鐵、銅等常見金屬雜質(zhì)的容忍度更高,也就是說在相同金屬雜質(zhì)污染的情況下,N型硅片的少子壽命要比P型硅片高。少子壽命高最終有利于對外輸出電流,同等光照條件下,轉(zhuǎn)換的光能則會更多。
(2)無光致衰減。常規(guī)P型電池由于使用硼摻雜的硅基底,初始光照后易形成硼氧對,在基底中捕獲電子形成復(fù)合中心,從而導(dǎo)致3~4%的功率衰減,即使采用氫鈍化等技術(shù)也無法完全消除光衰;而N型雙面則與PERC雙面不同,基底摻磷,沒有硼氧對形成復(fù)合中心的損失,使得電池幾乎無光致衰減。
(3)弱光性良好。相比P型單晶,N型單晶對弱光有更加敏感的感知度,在每天的早晚、多云或者陰雨天氣是,N型單晶能捕捉到更多的光來進行光電轉(zhuǎn)化,輸出的電量也會更多。
(4)溫度系數(shù)良好。溫度系數(shù)是材料的物理屬性隨著溫度變化而變化的速率,相比P型單晶而言,N型單晶的開路電壓、短路電流以及峰值功率隨環(huán)境溫度變化而變化的速率相對較小,抗高溫性能更優(yōu)異,在持續(xù)高溫環(huán)境下的功率輸出會更高。
雙面增益優(yōu)勢對比
相比P型PERC雙面,高雙面系數(shù)(即標(biāo)準(zhǔn)測試條件下,背面電參數(shù)與正面電參數(shù)之比)成為N型雙面奪取市場份額的一大優(yōu)勢,N-PERT、HIT的雙面系數(shù)可高于90%,IBC約為80%,而PERC的雙面系數(shù)較低,盡管個別企業(yè)稱已經(jīng)可以將雙面系數(shù)提升至80%左右,但就一般量產(chǎn)技術(shù)而言,PERC雙面因子約為65%~75%。以N型雙面代表企業(yè)英利為例,其“熊貓”技術(shù)的量產(chǎn)使得英利成為全球首家成功實現(xiàn)規(guī);慨a(chǎn)N型雙面電池的企業(yè)。
據(jù)隆基樂葉披露的蒲城實驗電站數(shù)據(jù),其72片雙面PERC組件(功率350W,正面功率)與60片常規(guī)多晶組件(功率280W)相比,2017.05-2017.06兩個月平均發(fā)電增益為12.04%。
據(jù)英利披露的山西汾陽分布式電站數(shù)據(jù),其60片N型雙面組件(功率310W,雙面功率),與60片常規(guī)多晶組件(功率280W)相比,2017.11-2018.03五個月月度平均發(fā)電量增益17.32%,最高33%。
英利N型雙面是按照雙面功率計算,組件功率已經(jīng)包含了11%的背面功率,其背面額外增益平均仍可達(dá)到17.32%,更加證實了前述的N型雙面系數(shù)高、弱光性能好、溫度系數(shù)良好以及無光致衰減等定論。
在大同一期領(lǐng)跑者項目中,英利50MW“熊貓”組件的發(fā)電量一直是佼佼者,2017年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,與鄰近常規(guī)P型單面多晶電站相比,其月度發(fā)電量最高達(dá)19.02%;在大同市發(fā)改委公布的今年1-6月份大同一期運行情況也可以看出,英利“熊貓”組件發(fā)電量一如既往表現(xiàn)良好。
據(jù)悉,在不到兩年的時間之內(nèi),英利已相繼拿下鑒衡、UL、TüV萊茵三大機構(gòu)的雙面產(chǎn)品認(rèn)證,也是全球唯一一款齊獲三大認(rèn)證的雙面發(fā)電產(chǎn)品。
可靠性優(yōu)勢對比
(1)機械性能。PERC雙面工藝背面需要激光開槽,這會弱化其本身的機械性能,在電站應(yīng)用過程中增加隱裂、碎片的概率,嚴(yán)重影響組件的可靠性;而N型電池目前的技術(shù)中都沒有用到激光等工藝,不會對硅片造成額外損傷,而且兩面都刷銀漿,提高了電池的穩(wěn)定性。
(2)特殊環(huán)境下可靠性。N型雙面通過了嚴(yán)于常規(guī)IEC標(biāo)準(zhǔn)測試6倍的抗PID測試和嚴(yán)于常規(guī)IEC標(biāo)準(zhǔn)測試4倍的濕熱老化測試。在抗PID、抗?jié)駸嵝阅芊矫妫兄瑥姷哪芰。另外,自清潔性等特點也是吸引N型雙面技術(shù)投資者們的優(yōu)勢所在。尤其在高積雪地區(qū),當(dāng)常規(guī)組件因積雪覆蓋停止發(fā)電時,PANDA BIFACIAL組件背面利用雪地反射光發(fā)電,且發(fā)電產(chǎn)生的熱量加速正面融雪速率,綜合發(fā)電量更高。下圖是英利自建實驗電站,大雪初降后N型雙面與常規(guī)多晶組件自融雪情況對比,未經(jīng)過任何人工處理。
N型如何逆風(fēng)翻盤,向陽而生?
盡管N型雙面相較PERC雙面有更多材料、性能上的優(yōu)勢,但目前市場主流卻仍是PERC技術(shù),歸根結(jié)底在于PERC更低的成本帶來的價格優(yōu)勢。據(jù)了解,PERC雙面組件只需基于現(xiàn)有產(chǎn)線增加沉積背鈍化層和背面激光開槽兩道工序,幾乎不增加額外成本。因此未來N型雙面技術(shù)如何實現(xiàn)有效降本,將成為其提升市場競爭力、爭奪市場份額的關(guān)鍵所在。
英利綠色能源副總經(jīng)理于波表示,N型雙面的降本可以從兩方面著手。一方面,N型硅片成本居高不下是N型雙面成本較高的主要原因之一,但實際上N型硅片和P型硅片生產(chǎn)成本并無差別,只是目前市場需求較少而導(dǎo)致價格更高,因此需要規(guī);(yīng)來實現(xiàn)硅片端的降本,這只是時間的問題;此外,銀漿也是N型雙面中成本較高的一部分,可以通過多主柵等技術(shù)來降低銀漿耗量,從而實現(xiàn)成本的下降。
另一方面,從企業(yè)角度來講,需通過降本、增效兩條路徑來達(dá)到降低N型雙面技術(shù)成本的目的,如企業(yè)自身生產(chǎn)工藝改進、優(yōu)化工藝管控,可一定程度上控制制造成本;引進新設(shè)備、新技術(shù)疊加提升組件功率等可間接降低生產(chǎn)成本。
在以PERC為主流的今天,各企業(yè)也都在評估下一代主流技術(shù),而目前來看,不論是N-PERT還是HIT,亦或是TOPCon,N型雙面已經(jīng)是下一代主流技術(shù)的不二候選者。而第三批領(lǐng)跑者中N型產(chǎn)品比重得到不小的提升,若能在領(lǐng)跑者中獲得成功的實際應(yīng)用案例,或?qū)覰型產(chǎn)品的市占率提升,加速其向更成熟的階段發(fā)展。
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