探討雙玻組件玻璃、材料選型與功率增益測試

　　2009-2018年期間，全球光伏項目平均度電成本從0.32美金降至0.04美金，目前仍保持繼續(xù)降低的趨勢，與此同時競價模式在全球逐步實施，全球市場包括國內(nèi)市場，對光伏項目LCOE的成本提出了更高的要求。

　　“全球市場對LCOE要求的密切關注，使得市場對發(fā)電設備提出了更高的要求。我們做了一個關于LCOE的簡易模擬，發(fā)現(xiàn)不同技術會帶來LCOE不同程度的降低，其中雙面技術的LCOE降速達到了2.4%。”天合光能股份有限公司技術總監(jiān)王樂在第二屆雙面發(fā)電與平價上網(wǎng)技術路線研討會上說到。

　　據(jù)介紹，天合光能于2012年開啟了雙玻技術研發(fā)路程，2015逐漸實現(xiàn)雙玻組件的量產(chǎn)。王樂表示，作為雙玻技術的先行者，在探路的頭幾年我們是感到很辛酸的，因為業(yè)界對于雙玻的認可度并不是非常接受。

　　他說：“直到2015年-2017年是雙玻逐漸推廣，同時我們逐漸把相應的大硅片技術，MBB技術疊加起來，到了2018年之后，我們推出了切片雙面雙玻，同時疊加了天合的跟蹤支架，整個系統(tǒng)真正活躍起來。從農(nóng)業(yè)大棚到水上漂浮再到高速隔音墻，不論是濕熱地區(qū)、干熱地區(qū)、溫和地區(qū)還是寒熱地區(qū)，雙面雙玻的應用場景是可以全面覆蓋的。”

　　正如王樂所言，通過幾年的探索與發(fā)展，目前雙面雙玻技術已成為業(yè)內(nèi)備受關注的降本提效重要技術路徑。雙面電池技術已基本覆蓋了主流的P 型PERC、N 型PERC 和N 型HJT 電池技術方向，使其成為了電池升級的首選。

　　另一方面，雙玻組件本身通過玻璃取代背板使得組件的抗承載，防水和耐火得到顯著提升。同時，在生產(chǎn)上僅修改層壓環(huán)節(jié)，使得目前主流生產(chǎn)線不需要大幅升級即可以進行量產(chǎn)。

　　玻璃作為雙玻組件重要的封裝材料，其技術進步對組件產(chǎn)品質量起到了關鍵作用，各家企業(yè)對玻璃的選擇也各有側重點。

　　在雙面發(fā)電研討會上，中建材浚鑫科技有限公司研發(fā)副總裁郭萬武對玻璃材料選擇發(fā)表了他的看法，他表示：“浚鑫科技雙面組件通常在正面選擇高性能的光伏玻璃，背面我們更傾向于選擇高性價比的玻璃。作為組件廠商，對玻璃的性能要求主要體現(xiàn)在三個方面：第一是透過率，第二是抗沖擊強度，第三是雜質含量。”

　　郭萬武說：“正面玻璃目前的需求主要是單絨壓花玻璃，鍍膜透光率在93.8%~94%，目前市場上大部分用的玻璃與這個工藝相關，當然也有單絨鏡面玻璃與雙層鍍膜玻璃。鏡面玻璃是屬于超白壓延玻璃的一種，成本和單絨壓花玻璃持平。僅從正面功率上來說，常規(guī)超白壓延玻璃最高，如果從單瓦成本變化來講，浮法鍍膜以及浮法非鍍膜有優(yōu)勢，尤其對于浮法非鍍膜玻璃來說有1毛錢的空間，在沒有形成雙玻組件功率標準的情況下，我們完全推薦背面浮法，價格優(yōu)勢要優(yōu)于超白壓延玻璃，這是最具性價比的方案。”

　　在郭萬武看來，超白壓縮玻璃成本逐漸增加，而浮法玻璃更具有市場潛力;正面鏡面高透玻璃更適合高效背鈍化電池的封裝，最后就綜合成本、利潤、功率等因素考慮，超白鏡面+浮法的組合最具適應性。

　　關于PID與背面增益

　　雙面PREC組件出來之后，引起了行業(yè)對組件PID現(xiàn)象的新一輪關注。

　　隆基樂葉在此方面做了大量的研發(fā)及實證工作，隆基樂葉產(chǎn)品總監(jiān)王夢松在會上表示：“其實雙面PID和傳統(tǒng)的PID是有差異的，其原因是由于背面有氧化鋁結構。氧化鋁帶有PID的負電荷，會和離子作用去破壞鈍化的效果，目前行業(yè)里來說，最好的控制辦法對電池背面鍍膜工藝做一些相應的控制。

　　另外，企業(yè)在雙面雙玻組件上通常會采用POE有更好的封裝材料，POE具有更低的透過率，同時可以幫助雙面組件有效抑制PID的現(xiàn)象，在實際戶外工作中，雙面組件發(fā)生PID風險比實驗室測試更低。”

　　通過幾年的持續(xù)發(fā)貨與電站數(shù)據(jù)統(tǒng)計，行業(yè)看到了更多關于PREC雙面組件在戶外發(fā)電的表現(xiàn)。

　　王夢松說，隆基在全球布局了大量的實證電站，去做相應的實證數(shù)據(jù)分析，我們重點與美國和RETC合作，做了一些實證電站，數(shù)據(jù)顯示雙面組件對比單面組件有8%左右的增發(fā)。

　　機理和實證數(shù)據(jù)已經(jīng)非常完善，影響背面發(fā)電增益主要有四個方面。第一是對地表的反射率很高，地表反射越高，背面的溫度增益越高，尤其是雪地或者是涂白漆的地面上，反射增益非常明顯。

　　第二是組件安裝高度與地面高度。這也是一個非常正相關的參數(shù)。大量的數(shù)據(jù)顯示，隨著安裝高度的抬高，組件的背面增益有明顯的提升。第三是輻照條件，包括散射光水平與入射光線的角度，這些都會對背面的增益產(chǎn)生顯著的影響。

　　第四是和陣列間距也相關，如果陣列間距稀疏，容積率越低，背面增益也會有明顯的上升。

　　挑戰(zhàn)與測試

　　從ITRPV2019年的最新預測中，對雙玻組件以及雙面組件市場的占有率趨勢看，不論是雙面組件還是雙玻組件，它們的增長趨勢都呈現(xiàn)出比歷年預測值更高的方向發(fā)展。截至目前，雙面雙玻組件在各主流企業(yè)中均有較大的量產(chǎn)。

　　這樣的發(fā)展趨勢無疑是積極的、正面的。雙面發(fā)電結合雙玻的優(yōu)勢也在被逐一挖掘，比如更高的功率輸出、更長的使用壽命。那么，它的發(fā)展還有什么待解決的問題及挑戰(zhàn)?

　　TÜV北德技術經(jīng)理魏詩夢表示：“雙面雙玻組件目前面臨的一些挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在產(chǎn)線的良率及返修工藝;在系統(tǒng)設計中，由于電站現(xiàn)場各種不同地面反射率造成的設計容量偏差;由于使用雙玻造成的組件重量增加以及雙面發(fā)電要求離地高度增加，進而導致的支架成本增高;以及其他一些關聯(lián)的、復雜的系統(tǒng)問題。

　　我們在對雙面發(fā)電高效光伏組件的產(chǎn)品認證中，在早期就對各種類型的產(chǎn)品，包括N型雙面、P型雙面，異質結組件等，都進行了深入的調研。

　　關于雙面組件的功率標定，在我們在做工廠檢查的時候發(fā)現(xiàn)，目前多數(shù)工廠在雙面組件出廠時僅標定正面功率，而很多時候在生產(chǎn)線上并不會對組件背面去進行遮擋。這樣測得正面功率，我們有做過對比，遮擋與未遮擋，功率上會有5W至10W的差異。而在貼銘牌的時候，很多工廠還是會以未做遮擋的數(shù)據(jù)來直接作為銘牌的值。”

　　據(jù)了解，現(xiàn)在行業(yè)對雙面雙玻的測試方法有多種，TÜV北德依照IEC 60904-1-2標準，采用三種測試方法，即一種戶外測試方法與兩種室內(nèi)測試方法，而室內(nèi)測試分為單面打光與雙面打光兩種形式。

　　其中，戶外測試方法主要是將待測組件放置于實際戶外狀態(tài)進行模擬測試。標準對戶外測試時的背面光均勻性有一定的要求。從測試結果看，產(chǎn)線測試與戶外測試存在一定差異。

　　單面打光是指以結合正反面發(fā)電能力的綜合光強來照射組件正面，以得到綜合功率。首先需要計算雙面率，取正反面短路電流比值與正反面功率比值之間的最小值作為雙面率，乘以背面光強得到背面增益的光強。此光強加上正面STC條件下1000瓦每平米的光強，得到綜合光強。最后，以該綜合光強來對組件正面進行照射，測得綜合功率。

　　第三種雙面打光，即同時對組件正面和背面進行光照，得到組件的功率輸出。標準對背面光源不均勻度要求需要小于5%。目前市場上也有一些測試設備制造商在進行這樣的設備生產(chǎn)。

　　魏詩夢同時表示：“光伏產(chǎn)品的技術在不斷的日益革新，TÜV北德與行業(yè)共同發(fā)展，通過規(guī)范統(tǒng)一的測試方法，通過不同國家地區(qū)不同氣候環(huán)境的戶外實證數(shù)據(jù)收集與分析，通過對不同技術路線產(chǎn)品失效模型的深入研究等，共同推進雙面發(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康成長。”