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，然而我們對有些基本事物的理解依然是錯(cuò)誤的。就好像愛因斯坦對海森堡測不準(zhǔn)原理的著名論斷——“上帝不擲骰子”!

海森堡1927年提出的測不準(zhǔn)原理 ，即 —— 不可能同時(shí)準(zhǔn)確測量一個(gè)粒子的位置和動(dòng)量，對位置的測量會(huì)影響到動(dòng)量，反之亦然。

當(dāng)時(shí)，世界物理學(xué)界對此原理一片嘩然，很多重量級(jí)的物理學(xué)家都反對這個(gè)理論，就連愛因斯坦也對此不以為然，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)營維護(hù)，并提供所有在測電站系統(tǒng)的發(fā)電量數(shù)據(jù)。該測試基地免費(fèi)對外開放，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)，最長的電站系統(tǒng)已運(yùn)營了近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)電量優(yōu)勢更明顯，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，我們對這個(gè)發(fā)電量差異現(xiàn)象還沒有答案，請業(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、足夠長的電站系統(tǒng)運(yùn)營時(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)對單晶，多晶組件的效果。