【2017PVCEC】PERC電池：雙面發(fā)電產(chǎn)品相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品更有技術(shù)優(yōu)勢和資金收益優(yōu)勢

: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(chuàng)新劇場【新型電池&組件技術(shù)】論壇上隆基樂葉副總裁呂俊表示，在2019年隆基樂葉提出了個1223戰(zhàn)略，有10GW組件產(chǎn)能，20GW晶體硅硅片產(chǎn)能，電站累計完成開發(fā)量2GW，同時實現(xiàn)300億的營業(yè)收入，這個好像不用到2019年，在2018年年底就可以實現(xiàn)了。雙面發(fā)電的產(chǎn)品相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品有非常大的技術(shù)優(yōu)勢和資金收益優(yōu)勢。

以下為演講實錄：

呂俊：很高興有這個機會跟大家介紹一下隆基樂葉在PERC方面做的工作，剛才王老師專門講整個產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)發(fā)展過程中國的要素，第一階段的創(chuàng)新已經(jīng)過去了，現(xiàn)在開始進(jìn)入到第二個階段，你要在提高效率的同時還得不增加成本，最好還能降低成本，在這個角度上來說，我們現(xiàn)在在思考PERC現(xiàn)在是我們行業(yè)里面最重要的方向，我們怎么樣去實現(xiàn)既提效又不升高成本的問題，在這個里面來說我們找到技術(shù)路線就是雙面發(fā)電，對PERC我們進(jìn)行了統(tǒng)計研究，在增加成本有限甚至不增加成本的情況下，額外的可以去利用背面的光輻射去產(chǎn)生能量，通過這種方式，給我們帶來更多的發(fā)電的收益，其實它是一個變相提效的方法，同時它的成本可以保持穩(wěn)定，相比發(fā)電量有一定的下降，從這個角度來說和王老師提出的思路和理念有一定的契合。

今天的報告主要分五個方面，首先我先簡單的介紹一下隆基樂葉，隆基樂葉現(xiàn)在歸屬于隆基集團(tuán)，整個分成四個模塊，第一部分硅片，在過去17年的時間里邊一直注重單晶硅片的制造，明年我們會實現(xiàn)20個GW的產(chǎn)量。單晶的硅片是最傳統(tǒng)的事業(yè)，其他在電池組件是在2004年開始介入到電池組件的制造，同時開始發(fā)展下游，我們會有分布式光伏電站以及地面電站的投資和建設(shè)的事業(yè)部。在2019年我們提出了個1223戰(zhàn)略，有10GW組件產(chǎn)能，20GW晶體硅硅片產(chǎn)能，電站累計完成開發(fā)量2GW，同時實現(xiàn)300億的營業(yè)收入，這個好像不用到2019年，在2018年年底就可以實現(xiàn)了。

我現(xiàn)在給大家介紹一下我們的雙面產(chǎn)品，前面王文靜老師已經(jīng)在技術(shù)上做了比較詳細(xì)的介紹，我這里就不去贅述，簡單的說我們雙面的產(chǎn)品就是利用了T型PERC雙面電池結(jié)合雙波組件開發(fā)的雙面受光、雙面發(fā)電的產(chǎn)品，這點我稍微提一下，我們的產(chǎn)品有一點小區(qū)別，有框設(shè)計，我們定了一個名稱就叫HI-MO2，這里很顯然雙面電池是我們主要應(yīng)用的產(chǎn)品，剛才說了有雙波風(fēng)裝帶邊框的方案，它的發(fā)電能力最高可以實現(xiàn)25%，其實有報道是30%，但是我們在宣傳的時候還是喜歡說25%，后面會給大家看實證的數(shù)據(jù)產(chǎn)生雙面發(fā)電的原理。

這是一個老的版本，昨天發(fā)布過一個新聞發(fā)布會，我們的最高效率是達(dá)到22.71%，也是目前在量產(chǎn)效率當(dāng)中比較高的一個數(shù)據(jù)，在大規(guī)模生產(chǎn)的數(shù)據(jù)上來說，基本上在21.3%到21.5%左右，它的雙面電池繼承了我們原來的HI-MO1的特性。這里給出量產(chǎn)檔位分布的情況，對于雙面電池，當(dāng)兩頭都有一些小范圍的分布，這個分布還是比較窄的，另外我們相對于整個功率產(chǎn)品，這是今年上半年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我們的組件功率主要是分布在360瓦和365瓦，現(xiàn)在以365為主，先360和370，目前對于我們開發(fā)的雙面產(chǎn)品來說，它的雙面率是超過75%，也就是說相比而言，可能沒有N型的HIT或者N型的PERT發(fā)電量高，但是這個已經(jīng)非常接近了，75%和90%之間差距到底有多少，事實上差距是非常小的。

我們前面提到有一個低輻照性能和溫度系數(shù)，溫度系數(shù)這方面的問題主要跟硅片相關(guān)，相比而言傳統(tǒng)的單晶是負(fù)0.41%，多晶是負(fù)的0.42%，可以看到在低輻照的情況下，這里面特別強調(diào)一個關(guān)鍵ARD的問題，關(guān)于解決PERC的ARIB的方案，你是否能有效去控制解決ARD問題，這是從多個方面提出解決方案，一方面解決硼氧兌的問題，這個技術(shù)在行業(yè)當(dāng)中已經(jīng)有比較多的應(yīng)用了，在實際效果來說也是非常好的，我們可以看到在60千瓦時的ARD都是低于1%的范圍，包括正面的數(shù)據(jù)。

在封裝體系上來說一方面采用雙剝封裝，替代EVA有兩方面考慮，現(xiàn)在在雙玻體系當(dāng)中透氣性不是特別好，EVA會產(chǎn)生一些醋酸的問題，甚至有一些其他的化學(xué)物質(zhì)，如果說沒有一個很好的釋放的話，有可能會造成產(chǎn)品的封裝的風(fēng)險，從這個角度來說，我們更傾向采用于POE的封裝。

下面最關(guān)心的還是到底這個雙面發(fā)電的產(chǎn)品能給我們大家?guī)硎裁礃拥氖找?，首先從理論上做了一個分析，我們在評價，如果我們要使得雙面的組件相對于能達(dá)到同樣資金收益率，那么它的價差能做到多少，我們關(guān)心這個問題，我可以多賣多少錢，可以承受多貴的成本，我們看了一下，黑線是LCOE，紅線是資金收益率，和多晶要實現(xiàn)平衡，要實現(xiàn)9毛錢每瓦的價差，我只要比常規(guī)的多晶單瓦的價格不超過9毛錢，他們的資金收益率達(dá)到平衡，大家看到有沒有達(dá)到9毛，顯然是沒有的，同樣我們測算了一下常規(guī)多晶和HI-MO2產(chǎn)品里面，以目前來說，我們現(xiàn)在再加上它有30年的功率質(zhì)保，所以整體測算的條件都會得出一個結(jié)論，雙面發(fā)電的產(chǎn)品相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品也非常大的技術(shù)優(yōu)勢和資金收益優(yōu)勢，同樣這個產(chǎn)品光做出來不行，還要整個產(chǎn)業(yè)鏈上進(jìn)行配套，配套就是關(guān)于封裝體系的問題，組件上怎么去做實。前面我們解釋了關(guān)于為什么不選擇EVA這個方案，選擇POE，剛才已經(jīng)做了一些說明?，F(xiàn)在討論一下玻璃的事情，有一些方案我們不使用玻璃，因為玻璃還是有點重，也有人提出來可以使用有機的透明材料，我們首先不贊同這個方案，背面需要受光的，有機材料的受光性可能相比玻璃來說，還是不那么完美。另外我們有邊框的設(shè)計，這個就要談到加了邊框是增加成本，我們?yōu)槭裁醇舆吙?，是從可靠性的角度去切入的，如果是無框，可以看到無框封玻受力貫穿整個組件的長邊方向，如果說我實現(xiàn)有框封裝，區(qū)域性比較小，可以一定程度上降低存在的風(fēng)險，同樣如果我是無框封裝，在整個系統(tǒng)安裝當(dāng)中是存在危險的，大家知道壓塊中間為了避免剛性接觸，會采用一些有機材料，比如上膠做緩沖墊，但是這種有機材料它的壽命是多少呢?三年還是五年，難道三年后五年后我要跑過去拆掉重新?lián)Q一套嗎?基于這個考量對于有框的設(shè)計方案來說，一方面可靠性得到了加強，另外一方面它更有助于我們系統(tǒng)的安裝和系統(tǒng)的建設(shè)施工。

POE我做了一個簡單的介紹，主要還是POE離子沒有醋酸基因，老化無酸性氣體釋放，長期老化性能優(yōu)異。所以我們這里給出了一個性能參數(shù)，特別重要的想提出兩個性能，第一個透水率，大概是2.8克每平方米，而EVA達(dá)到30克，基本上是數(shù)量級的差異，體積電阻率基本差了一個數(shù)量級。這是我們給出的在整個實證試驗過程當(dāng)中看到的數(shù)據(jù)，相比而言，無論是使用DH這個測試方案，還是實際的相關(guān)實驗，玻璃率也好，組件功率也好，都可以明顯的看到POE相比EVA有著很好性能上的優(yōu)勢，所以這也是我們在整個封裝體系當(dāng)中比較推崇POE的方案，可能現(xiàn)在POE的技術(shù)大家比較糾結(jié)一點，它的成本要比EVA高一點，雖然我在組件成本能達(dá)到一個成本，但是總是覺得這是一個成本增加的地方，實際上就需要我們這個產(chǎn)業(yè)鏈來配合，從目前來看，整個POE在光伏行業(yè)的應(yīng)用還是比較少的，規(guī)模和成本之間存在一定關(guān)系的，如果這個行業(yè)能夠大幅度的提高POE的運用規(guī)模，我相信它的成本應(yīng)該能夠得到有效的降低，所以這方面也需要我們在封裝體系材料這塊做一個共同的研究，當(dāng)然也不排除EVA的廠家和技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊對材料的封裝體系技術(shù)上做一些革新和發(fā)展，也許在性能上可以達(dá)到POE同樣的水平，甚至超過它，同時保持自己高技術(shù)水平。

下面說一下它的發(fā)電能力到底如何，在發(fā)電過程我們采取什么設(shè)計要求和設(shè)計方案，這里我想給大家做一些分解和闡述。首先雙面發(fā)電顯然要想辦法去充分利用一下它背面的光線，我們背面的功率折線是什么，先做一個簡單的測算，比如說5%、10%、15%、20%，這樣看起來你們可以看到，我一個72片組件，如果正面功率360瓦，已經(jīng)達(dá)到450瓦，這是一個相當(dāng)相當(dāng)可觀的數(shù)據(jù)，事實上是否如此呢?我們要在整個系統(tǒng)設(shè)計過程當(dāng)中要進(jìn)行一個整體的匹配。這里我要稍微強調(diào)一下，這是一個非常重要的問題，假定我要把它裝在屋頂上，貼著屋面進(jìn)行安裝，發(fā)電能力和和PERC發(fā)電能力會增加嗎?顯然不會有增加，甚至有可能還會相反，溫度可能會升高，這可能就是會出現(xiàn)問題的地方，所以它的應(yīng)用一定要考慮整個安裝設(shè)計，包括高度、傾角、地面反射率、遮擋因子的考慮。我們和中山大學(xué)太陽能研究院做了三個月時間的研究，用的是20度的傾角，可以看到它的發(fā)電相比其他的幾種方案，比如單面的技術(shù)方案來說是最優(yōu)的技術(shù)結(jié)果，你們可以看到，我們右手邊這張圖和單面的都是單面發(fā)電更好，當(dāng)然它會提出一個傾角的問題，在20度傾角發(fā)電增益是最多的，我們有一個計算方法，是引用了一篇文獻(xiàn)，基本上這是一個經(jīng)驗公式，是我比較推崇的對于雙面發(fā)電所使用的設(shè)計方案，因為從實地的結(jié)果我們可以看到，有一個模擬值，模擬值就是拿公式來算的，還有實地值，是實地實踐過程所測到的數(shù)據(jù)，這兩個數(shù)據(jù)有比較好的匹配性，相比而言比現(xiàn)在用的軟件模擬更好一點，因為HI-MO2雙面發(fā)電系統(tǒng)好像是今年剛剛推出來的，我們發(fā)現(xiàn)有一些因素完全沒有考慮到，所以大家一定要采用這個公式來去判斷。

我們首先考慮一下碰面增益，第一個是反射條件，有水面、草地、干草地、雪地，反射率是不一樣的，我這里說的是反射率，不是背面貢獻(xiàn)，首先先把光反射到背面，被我吸收了才有可能讓背面發(fā)電，這是第一步。第二步背面發(fā)光的利用率，從現(xiàn)在來看，我們不同應(yīng)用場景帶來的收益是不一樣的，比如雪地有80%到85%，這樣一個反射率，如果是草地只有15%到25%，如果是水面可能會更低一些。

我們這里要考慮第二個問題關(guān)于逆變器選擇的問題，其實我們大家如果有專家做系統(tǒng)設(shè)計會知道，逆變器是有額定的，在傳統(tǒng)方案的時候我們是使用直流和交流的配比，那個方案去配比。午后發(fā)電看黃顏色的線，雖然我整個一天的平均值增加了14.25在某一個時間段會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過容量，這個時候很有可能超過逆變器的額定容量，這個時候怎么辦?預(yù)定在整個設(shè)計配比的時候重新進(jìn)行設(shè)計和選擇。

第二個問題關(guān)于跟蹤系統(tǒng)，跟蹤系統(tǒng)和逆變器之間又有一定的關(guān)系，如一我們跟蹤系統(tǒng)和雙面系統(tǒng)結(jié)合的時候，你會發(fā)現(xiàn)它可以增益率，現(xiàn)在這個黑線是HI-MO2這個產(chǎn)品，在單獨跟蹤下發(fā)電增益率，可以得到一個降低，然后在早上和晚上得到提升，相比于單獨跟蹤系統(tǒng)來說，這樣我在整個逆變器容量選擇的時候，就不需要做那么大的容差了，中午的時候配的更高一點，早上和晚上的時候根本就沒有用，就可以解決這樣的問題，所以從這個思路角度上來分析，跟蹤系統(tǒng)和逆變器的配合是最有利于雙面發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用的。另外還有一個問題末，就是我們組串電流的選擇，如果沒有背面的貢獻(xiàn)，它的電流也就在9個imp左右，這意味著整個系統(tǒng)的組件電子元器件都要按照這個最大電流來設(shè)計，否則會過載，所以在整個系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)中需要考慮到這樣一個問題。所以我們這里是給出了一個一天當(dāng)中電流變化的結(jié)果，和我們發(fā)電量的結(jié)果是一致的，在午后的時間里面電流過載的情況是非常明顯的，所以這一點在系統(tǒng)設(shè)計的過程當(dāng)中也是需要去考慮。

下面一個問題就是關(guān)于遮擋的問題，因為一個是雙面發(fā)電，雙面發(fā)電按照我們現(xiàn)在的系統(tǒng)安裝設(shè)計來說，其實會有問題，首先你系統(tǒng)如果有衡量的話，而且衡量如果比較大，很有可能會把我一串電子元器件給遮擋住，有一串被遮擋叫熱斑，對于雙面組件不一點發(fā)生熱斑，至少背面遮影會大幅度縮小。還有我的組件是帶邊框的，背面的C面會不會對組件系統(tǒng)發(fā)電造成影響，這個問題是需要進(jìn)行深入研究的。我們這里給出了一個實驗室的數(shù)據(jù)，這是一個月的數(shù)據(jù)，我們今天作為技術(shù)探討和學(xué)術(shù)探討可以拿出來做一個交流，我們發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)象，比較好笑的現(xiàn)象，背面有C完全無遮擋的組建相比，發(fā)電水平還高了0.7%，從這個角度來說，我可以判斷基本上由于邊框的C面所造成的陰影遮擋對于發(fā)電系統(tǒng)來說可以忽略不計了，這個數(shù)據(jù)還有大量的數(shù)據(jù)積累之后再拿出來討論。

這是一個發(fā)電案例，用的是336千瓦的斜單獨發(fā)電系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是和常規(guī)的多金的固定傾角的系統(tǒng)進(jìn)行對比，最高的封值在7月8號到11號之間，達(dá)到54.2%，整個平均的積分來看，整個增益達(dá)到了46%，這個增益首先來自哪些呢?高效單晶的發(fā)電功率，發(fā)電能力比較強，加上跟蹤系統(tǒng)，加上雙面發(fā)電系統(tǒng)，共同實現(xiàn)了46%的增益。所以從這個角度來說，我們認(rèn)為雙面發(fā)電并且?guī)н吙蚴悄壳皝碚f，大幅度提高我們發(fā)電能力，同時不提高成本的一個技術(shù)方案，所以它的性價比目前來看是非常有優(yōu)勢的，我們提供的全套的設(shè)計方案當(dāng)中是包括逆變器等細(xì)節(jié)設(shè)計一套方案，是打包的技術(shù)平臺，從這里來說是更加提高我們用戶的資金收益率。另外產(chǎn)品當(dāng)中還推出了短邊無邊框設(shè)計，兼顧發(fā)電量和組件可靠性的設(shè)計方案，當(dāng)然這個我不贊同，我認(rèn)為0.7%基本上沒有，謝謝大家，我的報告就到這里。