光伏“領(lǐng)跑者”基礎(chǔ)在制造業(yè) 組件戶外可靠性仍存疑

:（記者 王莎莎）自2015年國(guó)家能源局下發(fā)關(guān)于發(fā)揮市場(chǎng)作用促進(jìn)光伏技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的意見(jiàn)開(kāi)啟光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃，到“6˙30”前首個(gè)“領(lǐng)跑者”基地山西大同采煤沉陷區(qū)光伏電站如期并網(wǎng)，再到2016年18.1GW光伏建設(shè)規(guī)模中新晉8個(gè)“領(lǐng)跑者”基地，光伏產(chǎn)業(yè)的主旋律逐漸被“領(lǐng)跑者”接手。

回歸光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃始源，頂層設(shè)計(jì)旨在細(xì)分市場(chǎng)刺激企業(yè)加快技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新，引導(dǎo)國(guó)內(nèi)光伏制造業(yè)從追求規(guī)模擴(kuò)張向注重質(zhì)量效益轉(zhuǎn)變。在張家口舉行的“光伏領(lǐng)先技術(shù)和市場(chǎng)前瞻研討會(huì)”上，前國(guó)務(wù)院參事、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)石定寰也強(qiáng)調(diào)，“領(lǐng)跑者”計(jì)劃的基礎(chǔ)在制造業(yè)，特別是光伏組件，目前效率大多在20%以下，進(jìn)一步的效率提升成為“領(lǐng)跑者”的關(guān)鍵。

杜邦光伏解決方案全球總監(jiān)汪偉表示，電池組件轉(zhuǎn)換效率每提升1%，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的總成本就會(huì)降低5%。“領(lǐng)跑者”計(jì)劃的降成本目標(biāo)與光伏組件休戚相關(guān)。

就光伏組件而言，晶科能源研發(fā)經(jīng)理劉增勝指出，未來(lái)組件技術(shù)的三大方向是降本、高效和可靠性。“其中，降本可依賴于自動(dòng)化替代人工以及從材料、工藝等方面著手。”但在國(guó)家發(fā)改委能源研究所研究員王斯成看來(lái)，單從設(shè)備出發(fā)，降價(jià)空間已非常有限。光伏組件價(jià)格從2007年的36元/W降至2015年的3.6元/W，過(guò)去8年間下降了90%。“通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提高轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提到發(fā)電量降低度電成本將成為市場(chǎng)主流”。

劉增勝介紹，光伏組件高效化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)包括改進(jìn)光伏利用率、提高輸出功率，改進(jìn)封裝材料，減少組件內(nèi)部電能損耗，優(yōu)化電池和封裝材料匹配性、減少損耗等。如局部背鈍化PERC電池、背接觸式IBC電池等效率提升顯著。此外，升級(jí)太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵原材料導(dǎo)電銀漿也是增效的現(xiàn)實(shí)路徑之一。以杜邦™Solamet®PV19B正面銀導(dǎo)電漿料為例，可實(shí)現(xiàn)更窄、更高的導(dǎo)電柵線，為光伏電池與組件制造商再提升超過(guò)0.1%的電池轉(zhuǎn)換效率。

盡管光伏企業(yè)致力于不斷提升電池組件的轉(zhuǎn)換效率，但仍不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)是，晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率在經(jīng)過(guò)多年的快速攀升之后，目前已經(jīng)到達(dá)了瓶頸期，提升節(jié)奏放緩。在此背景下，保障光伏組件的可靠性成為重中之重。

光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃要求多晶硅、單晶硅、薄膜電池組件自投產(chǎn)運(yùn)行之日起，一年內(nèi)衰減率分別不高于2.5%、3%、5%，項(xiàng)目全生命周期內(nèi)衰減率不高于20%。

而南德TUV電站業(yè)務(wù)部經(jīng)理吳俊談到，約3%~5%的組件質(zhì)量是有缺陷的。杜邦調(diào)研全球超過(guò)60個(gè)光伏項(xiàng)目（裝機(jī)總量大于200MW，組件數(shù)量大于150萬(wàn)個(gè)）得出的結(jié)果是，41%所檢查組件存在缺陷。其中，組件中電池質(zhì)量存在問(wèn)題的占24%，背板占9%，是電池之外失效比例最高的部件。

作為光伏組件的保護(hù)層，背板開(kāi)裂、黃變、粉化、損壞等失效現(xiàn)象引起的后果不可輕視，加速功率衰減，引發(fā)封裝材料水解、電池和焊帶腐蝕以及脫層等問(wèn)題，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致組件絕緣失效引發(fā)火災(zāi)和傷亡事故。

然而，目前關(guān)于背板的行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)卻過(guò)于寬松。杜邦光伏解決方案中國(guó)區(qū)市場(chǎng)拓展經(jīng)理付波介紹，光伏背板行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的紫外老化劑量遠(yuǎn)低于戶外。即使在溫和條件下，組件背面也需171kwh/m2的紫外老化測(cè)試，但目前行業(yè)一般僅進(jìn)行15~100kwh/m2的紫外老化測(cè)試，低于實(shí)際劑量。這樣即使通過(guò)IEC認(rèn)證測(cè)試也并不能代表背板材料能耐25年戶外老化。迄今為止，基于杜邦™特能®（Tedlar®）PVF薄膜的背板是唯一擁有超過(guò)30年戶外實(shí)績(jī)驗(yàn)證的光伏背板，其他材料的背板僅有10年或更短的戶外使用歷史。

事實(shí)上，不僅僅是背板，劉增勝表示，目前室內(nèi)的各種可靠性試驗(yàn)，仍無(wú)法有效預(yù)測(cè)和模擬組件戶外的實(shí)際表現(xiàn)，蝸牛紋、EVA/背板黃變、熱斑等戶外失效現(xiàn)象仍就嚴(yán)峻。在他看來(lái)，匹配戶外實(shí)際環(huán)境分區(qū)設(shè)定老化測(cè)試、戶外多重老化疊加、加嚴(yán)測(cè)試等應(yīng)成為光伏組件可靠性研究的重點(diǎn)發(fā)展方向。