【2017PVCEC】2017年底全球PERC產(chǎn)能有望超20GW PERC電池轉(zhuǎn)換效率接近24%

:2017年10月17日-19日，2017中國光伏大會(huì)暨展覽會(huì)(PVCEC2017)在北京隆重召開。在18日上午的創(chuàng)新劇場(chǎng)【光伏產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性】論壇上隆基樂葉產(chǎn)品營銷總監(jiān)王夢(mèng)松出席并做主題演講。王夢(mèng)松表示，PERC效率的提升前景從現(xiàn)在所有主流的研究機(jī)構(gòu)來看，PERC提升效率非常大，預(yù)期在4到5年之內(nèi)，主流的電池轉(zhuǎn)換效率提升到23.5%，甚至接近24%的水平，未來要疊加，包括像選擇性發(fā)射極的技術(shù)、ICE技術(shù)，包括多主柵。從全球的產(chǎn)能布局來看，今年年底全球的PERC產(chǎn)能可以做到20GW以上，預(yù)計(jì)在明年產(chǎn)能會(huì)有一個(gè)更進(jìn)一步的增長，預(yù)期會(huì)到30到45個(gè)GWPERC產(chǎn)能，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的PERC和雙面PERC具有高度的產(chǎn)能兼容，這些產(chǎn)能都是很容易改成雙面的PERC技術(shù)。

以下為發(fā)言實(shí)錄：

王夢(mèng)松：各位嘉賓，各位專家大家下午好，我這邊給大家分享一下基于PERC雙面組件的一些特性，首先把PERC雙面技術(shù)做一個(gè)簡單的介紹，針對(duì)雙面技術(shù)的雙面產(chǎn)品特性做一個(gè)介紹，第三部分把實(shí)際的案例，發(fā)電的應(yīng)用做一個(gè)分享，最后簡單的談一下針對(duì)雙面組件在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面要注意什么樣的問題。

首先簡單介紹一下雙面PERC技術(shù)，因?yàn)镻ERC大家知道是被動(dòng)化的特性，可以降低表面復(fù)合，增加對(duì)長波的吸收，另外PERC這個(gè)技術(shù)在長波段有更好的光波響應(yīng)，另外因?yàn)镻ERC它由于背面是個(gè)局部被接觸，所以電荷有一定的增加。這是PERC電池生產(chǎn)基本的工藝過程，可以看到標(biāo)準(zhǔn)的PERC電池工藝過程不是很復(fù)雜，在現(xiàn)有的產(chǎn)線上基本上增加兩道工序，一道被動(dòng)畫，另外一個(gè)激光開槽，這樣可以實(shí)現(xiàn)PERC的工藝，如果在現(xiàn)有的PERC工藝上只要稍加一些改進(jìn)，把背面激光開槽之后的印刷鋁背場(chǎng)這個(gè)工藝改成印刷局部鋁三柵線，這樣可以把PERC電池做成雙面的技術(shù)，利用背面的光進(jìn)行發(fā)電。

這是雙面電池基本的構(gòu)，正面跟現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)沒有太大變化，就是在背面采用鋁三柵線的模式，現(xiàn)在行業(yè)里平均的PERC的雙面如果是用單晶可以做到70%以上，比較高的企業(yè)可以做到75%以上，這是市場(chǎng)上主流的，結(jié)合黑硅技術(shù)的話，現(xiàn)在可以做到19.2，疊加PERC，如果是多晶黑硅疊加PERC可以做到19.8%，如果綜合考慮以平均10%的增益疊加，綜合效率可以做到23.3%這樣的水平。對(duì)于雙面背面的發(fā)電量的數(shù)據(jù)，其實(shí)很多機(jī)構(gòu)都做了一些研究，結(jié)合不同的地面反射率，包括安裝的高度就會(huì)有不同反射的增益結(jié)果，這個(gè)可以在早期之前沒有實(shí)際數(shù)據(jù)的時(shí)候可以做參考，因?yàn)镻ERC技術(shù)一些簡單的優(yōu)勢(shì)主要是低輻照比較好，溫度系數(shù)比較好，從正面來說也有發(fā)電量的增益。

這邊可以提一下，PERC效率的提升前景從現(xiàn)在所有主流的研究機(jī)構(gòu)來看，PERC提升效率還是非常大的，預(yù)期在4到5年之內(nèi)，主流的電池轉(zhuǎn)換效率提升到23.5%，甚至接近24%的水平，未來要疊加，包括像選擇性發(fā)射極的技術(shù)、ICE技術(shù)，包括多主柵。

從全球的產(chǎn)能布局來看，今年年底全球的PERC產(chǎn)能可以做到20GW以上，預(yù)計(jì)在明年產(chǎn)能會(huì)有一個(gè)更進(jìn)一步的增長，預(yù)期會(huì)到30到45個(gè)GWPERC產(chǎn)能，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的PERC和雙面PERC具有高度的產(chǎn)能兼容，這些產(chǎn)能都是很容易改成雙面的PERC技術(shù)。

簡單看一下雙面PERC產(chǎn)品的特性包括可靠性的因素，雙面的PERC技術(shù)秉承了PERC高效特性，平均量產(chǎn)效率可以做到21.2%、21.3%以上，從組件的功率來看，如果是60片的組件，主流的功率檔位可以在300瓦以上。從衰減的性能看，之前大家都對(duì)PERC的衰減做了很多的研究，包括像我們王文靜老師做了很深的研究，相對(duì)來說在單晶PERC上相對(duì)簡單一些，主要是硼氧負(fù)荷的原因，可以很好的解決，從實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)也可以看到，經(jīng)過低衰減處理的PERC在60千瓦時(shí)的輻照度可以維持在很低的水準(zhǔn)。

這是產(chǎn)線衰減的測(cè)試數(shù)據(jù)的抽測(cè)情況，可以看到它的平均值基本上都在1%以下，從PERC單瓦發(fā)電量來看，相對(duì)于普通的背場(chǎng)PERC組件平均發(fā)電增益高處3%，單瓦的發(fā)電量，這個(gè)包括在弱光性，發(fā)電的增益都有體現(xiàn)，在輻照度比較低的情況下，有明顯增高的趨勢(shì)，相對(duì)來說在不同月平均溫度可以看到平均PERC的工作溫度比常規(guī)的組件溫度大概低三到四度的范圍，加上它的溫度系數(shù)的特性，所以它在溫度上升的時(shí)候，造成的溫升水濕也會(huì)更低。

從雙面PERC來看，在現(xiàn)有單面的基礎(chǔ)上會(huì)有一定增益，結(jié)合不同場(chǎng)景反射率的情況會(huì)有一定的增益。雙面PERC是采用雙玻封裝，對(duì)雙玻安裝比較困難，如果沒有邊框的保護(hù)，可能會(huì)受到運(yùn)輸、安裝環(huán)節(jié)的碰撞，會(huì)產(chǎn)生一些破損，包括比如說水汽透過的問題，為了避免可靠性的風(fēng)險(xiǎn)，我們是推薦在雙面組件上采用一種邊框的安裝方式，雖然一定程度上增加一些成本，但是從綜合的可靠性和便于安裝的角度去考慮，可以為系統(tǒng)端帶來更高的附加值，同時(shí)雙面組件有比較好的跟蹤系統(tǒng)的配合效應(yīng)，如果加上邊框可以更好的用在跟蹤系統(tǒng)上，包括有邊框之后它的特性可以第一個(gè)減少破損，第二個(gè)防止因?yàn)榘惭b點(diǎn)受力不均勻，比較容易造成玻璃長期使用中的破壞的。另外可以配合硅膠防止水汽的進(jìn)入，包括很好支持1500伏的系統(tǒng)，加上邊框大家會(huì)擔(dān)心組件重量會(huì)更加重，所以后續(xù)我覺得雙面的玻璃趨勢(shì)會(huì)進(jìn)一步減薄，從第一代的廠家主要是2.5毫米的玻璃，現(xiàn)在基本上回到第二代都會(huì)到2毫米的玻璃，而且后續(xù)這個(gè)趨勢(shì)有望進(jìn)一步減薄。

從雙玻組件的封裝上來看，如果采用POE封裝方式的話，它的可靠性和穩(wěn)定性方面有一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)，大家知道EVA本身在長期的紫外線照射下會(huì)產(chǎn)生分解，產(chǎn)生醋酸和水，因?yàn)椴ＡП旧頉]有水汽透過的，所以是存在一定的可靠性隱患，如果是背板封裝方式，背板有一定水汽透過率，但是玻璃基本上是零水汽透過率，EVA難以出去，這樣對(duì)可靠性還會(huì)產(chǎn)生影響，包括穩(wěn)定性，另外一點(diǎn)從抗PID這個(gè)性能來看，因?yàn)殡p面組件PID正面反面都要做PID測(cè)試，從PID的測(cè)試，POE有更好的性能，這是結(jié)合PID包括一些可靠性測(cè)試的數(shù)據(jù)可以看到，采用POE方式的封裝都有更好的特性，行業(yè)里還沒有成文的標(biāo)準(zhǔn)，基本廠家都會(huì)把正面和背面，從可靠性上，不管做DHTC，或者是做PID，都會(huì)單獨(dú)拿出來測(cè)試。還有一個(gè)特點(diǎn)，在PID雙面組件背面相對(duì)來說失效的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更大一點(diǎn)，所以采用POE這種封裝可以最大程度減少PID發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

談到衰減，剛才我也說了，因?yàn)椴捎肞ERC技術(shù)，相對(duì)在單晶上衰減幾率比較簡單，只要解決硼氧負(fù)荷的問題，就可以比較好的解決衰減的問題，光衰的問題，基于這個(gè)機(jī)理，無論采用摻加的技術(shù)，都可以做到低于2%的衰減，首年衰減不低于2%，因?yàn)殡p玻，玻璃背板有更好的可靠性，耐腐蝕、耐紫外線，所以衰減率比背板要低的，從之前幾年做的大型雙玻項(xiàng)目，拿到幾年的數(shù)據(jù)都可以得到印證。所以對(duì)于雙玻的產(chǎn)品我們敢做出這樣的質(zhì)保，這個(gè)是比普通組件的0.55到0.6的衰減率更低，因?yàn)殡p?？煽啃愿?，行業(yè)里都是給出30年的行業(yè)質(zhì)保，綜合下來之后綜合功率還高于初始功率84.95%這樣的水平。

從電池的效率提升上可以看到，產(chǎn)線目前標(biāo)準(zhǔn)平均效率在21.3%，如果采用一些更先進(jìn)的技術(shù)，在一些示范線上可以做到22%以上的平均效率，按照雙面PERC的效率路線圖，到今年年底產(chǎn)線上可以做到23.5%的效率，基本2019年效率可以做到23%以上，這也印證PERC這個(gè)技術(shù)還有非常巨大的效率提升的空間。

從度電成本上來看，現(xiàn)在雙面PERC技術(shù)，因?yàn)樗骖櫫烁咝Ш洼^低的生產(chǎn)成本，所以在現(xiàn)階段是度電成本最低也是性價(jià)比解決最高的方案，對(duì)比PERT效率上有一定的優(yōu)勢(shì)，對(duì)比HIT在成本上還是具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

未來的組件封裝技術(shù)還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，從現(xiàn)在這個(gè)趨勢(shì)來看，疊片這個(gè)方案會(huì)逐漸的產(chǎn)能上來，慢慢取代現(xiàn)有的傳統(tǒng)的焊接的方案，相比來說疊片組件比焊接封裝的組件功率可以提升8%左右，另外抗熱斑的性能，包括抗引裂的性能會(huì)更好，如果結(jié)合的話，可以進(jìn)一步發(fā)揮雙面高效的特性。

下面分享雙面一些實(shí)際的案例，這也是從實(shí)際案例印證了雙面還有高可靠發(fā)電輸出的特性，第一個(gè)案例是在陜西蒲城有一個(gè)地面電站，是建在黃土地上的，這個(gè)裝機(jī)容量是19千瓦，采用一個(gè)固定傾角，地面高度1米3，從電站運(yùn)行拿到將近2個(gè)月的數(shù)據(jù)，可以看到平均的相對(duì)單面組件，雙面的發(fā)電量提升了12%以上，這是和大家最初的10%以上的預(yù)期是比較吻合的。第二個(gè)項(xiàng)目在內(nèi)蒙古庫布齊一個(gè)沙漠上，這個(gè)系統(tǒng)是雙面搭配了斜單軸的跟蹤系統(tǒng)，對(duì)比的系統(tǒng)是常規(guī)組件，加上平單軸的系統(tǒng)，現(xiàn)在這個(gè)電站運(yùn)行已經(jīng)超過4個(gè)月了，從業(yè)主方拿到電站的初步數(shù)據(jù)可以看到6、7、8三個(gè)月的發(fā)電量，如果雙面加上斜單軸綜合的發(fā)電量比單面加上固定，提升了51.4%，49.9%和43.8%，當(dāng)然這個(gè)和太陽的角度是有關(guān)系的，可以看到6月份最高，7、8月有個(gè)逐步的下降，應(yīng)該和太陽的輻照角度有關(guān)系，這一塊我覺得后續(xù)，雙面組件它的蒸發(fā)和角度的關(guān)系，和季節(jié)的關(guān)系這一塊大家后續(xù)還會(huì)有很多課題是可以研究的。

這是業(yè)主方提供的原始數(shù)據(jù)，這邊做過一些修正，我們也是技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)把現(xiàn)場(chǎng)的情況做了一個(gè)比較詳細(xì)的查看，做了一些修正，因?yàn)榭紤]到有一些差異，包括對(duì)比的電站是之前已經(jīng)建成的，已經(jīng)運(yùn)營將近一年了，所以按照2%的衰減進(jìn)行了修正，另外像大電站系統(tǒng)已經(jīng)建成的電站讀數(shù)是讀到電表端，業(yè)主提供我們的對(duì)比組件是從逆變器讀的，所以扣除了一定的線損，所以把雙面組件實(shí)際的出廠功率拿到，有一定的震功差，按照實(shí)際的功率進(jìn)行校正，修正之后可以看到實(shí)際的發(fā)電量三個(gè)月分別是44%，42.7%、36.8%，其中刨除了跟蹤系統(tǒng)的因素，跟蹤系統(tǒng)大概貢獻(xiàn)了22、23、13.8%，這樣折算到雙面本身功率的提升上可以看到，在沙漠的環(huán)境下，配合斜單軸，平均在60%左右，6月份20.7%，20.6%，18.5%，可以看到在沙漠沙地環(huán)境下，是有比較好的增益。

第三個(gè)是第三方電站，拿到的數(shù)據(jù)不多，半個(gè)月的數(shù)據(jù)，簡單分享一下結(jié)果，邏輯和前面是一樣的，如果在固定支架的系統(tǒng)上，雙面比單面同樣的固定支架增加了12.8%，在同樣平單軸的系統(tǒng)上，可以看到雙面+單面蒸發(fā)量是16.8%，這就可以看到在跟蹤系統(tǒng)對(duì)雙面背面的發(fā)電量有一個(gè)放大的作用，現(xiàn)在大家都在討論雙面加跟蹤有一個(gè)一加一大于二的效果，對(duì)于雙面跟蹤后續(xù)還有很多課題還做，包括配合主流廠家做一些實(shí)證的項(xiàng)目，進(jìn)一步探討在雙面系統(tǒng)端帶來的增益。

最后提一下雙面系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的問題，還是要考慮一些特殊的因素，首先設(shè)計(jì)雙面電站的時(shí)候，要考慮環(huán)境上對(duì)光的反射率，因?yàn)椴煌膱?chǎng)景對(duì)光的反射率是有差異的，包括水面、草地、干的土地、水泥地、沙地，包括雪地，甚至涂了白涂料的場(chǎng)地，它的反射率都是有一定差異的，上面列的是文獻(xiàn)參考的值，還是比較準(zhǔn)確的，可以看到草地上差一些，水面上也會(huì)差一些，干地，包括像沙地發(fā)電的增益會(huì)比較好?？梢钥吹诫p面這個(gè)系統(tǒng)組件是比較適合運(yùn)用于電站的系統(tǒng)，不太適合用于彩鋼瓦。如果是做一些反光涂料的處理，會(huì)帶來顯著發(fā)電量的提升，后續(xù)還會(huì)進(jìn)一步做實(shí)證來獲取數(shù)據(jù)。另外雙面組裝的安裝是有一些要求的，從光學(xué)模擬的數(shù)據(jù)來看，當(dāng)這個(gè)組件離地面一米以上，輻照均勻性開始趨于穩(wěn)定，所以結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目場(chǎng)景來說，我們建議雙面組件的離地高度至少要高于0.6米，最佳選擇大概是在1米左右。安裝傾角上也是有一些差異的，要綜合考慮背面和正面的綜合貢獻(xiàn)，所以初步是建議和單面組件保持一致，但是有一些細(xì)微的差異，包括不同的季節(jié)也會(huì)有差異，后面還有很多工作進(jìn)一步需要做。因?yàn)殡p面組件背面發(fā)電有增益的，安裝的時(shí)候，安裝系統(tǒng)必須考慮背面盡量避免遮擋，如果背面有明顯的遮擋，會(huì)造成背面增益明顯的下降，標(biāo)配金屬邊框推薦使用壓塊或者螺栓在長邊安裝，根據(jù)支架不同情況選擇平單軸或者斜單軸。

從逆變器的容量選擇上和單面系統(tǒng)設(shè)計(jì)也要做一些區(qū)分，這邊有一個(gè)參考的數(shù)據(jù)，平均增益在14.5%，反射率相對(duì)比較好的情況下，這個(gè)時(shí)候在局部的時(shí)候可以達(dá)到20%和25%，如果是單面和雙面組件功率都是350瓦的時(shí)候，單面可以達(dá)到310，雙面可以達(dá)到370瓦，這樣可以選擇逆變器的容配，如果單面組件可以不限功率，雙面組件超配如果超過1.2，極有可能出現(xiàn)消風(fēng)的情況，單面組件超配系統(tǒng)會(huì)更到一點(diǎn)，對(duì)于逆變器的容量，一二三類地區(qū)的話超配比可選擇1.1、1.2、1.3，這個(gè)當(dāng)然要結(jié)合具體地面的情況，跟蹤系統(tǒng)有個(gè)特點(diǎn)，在上午和下午這個(gè)時(shí)段，跟蹤系統(tǒng)有效跟蹤陽光的角度，所以它在發(fā)電量增益最大的時(shí)間段，相對(duì)來說不是日照最強(qiáng)的時(shí)候，所以這種情況下我們建議不需要額外，因?yàn)楦櫹到y(tǒng)在提高逆變器的容量。根據(jù)剛才電站初步的結(jié)果也可以看到，跟蹤系統(tǒng)對(duì)背面的發(fā)電是有一定的額外增益，所以組件有一定的傾角可以接受散射光，所以增益也不在。

從組串的電流上可以看到，雙面組件共用一個(gè)PN結(jié)來發(fā)電的，所以相對(duì)來說它的電流會(huì)更大，開壓和單面基本一致，電流會(huì)有個(gè)基本增加，如果雙面組件短路電流在背面增益25%的時(shí)候，短路電流會(huì)接近12N，包括逆變器的組串最大電流也是提升到12N，這也是一個(gè)實(shí)時(shí)單面和雙面組件電流和電流增益的統(tǒng)計(jì)表，可以看到它的電流增益和發(fā)電增益基本上趨勢(shì)是一致的，因?yàn)楸趁姘l(fā)電主要體現(xiàn)在電流的增加上，平均增益是在14%左右，部分時(shí)段電流會(huì)達(dá)到20%到25%，單面日最高電流是在9.5MPV，它的比例趨勢(shì)也是一致的。這就是從系統(tǒng)設(shè)計(jì)上綜合的考慮，謝謝大家，我的報(bào)告就到這兒。