单晶PERC电池可以控制到首年衰减小于2%-隆基乐叶产品总监王梦松

北极星太阳能光伏网讯:PERC电池效率世界记录已经突破23.9%，未来几年之内PERC提升的方向主要在结合一些选择性PSC零硅玻璃和PSC扩散技术，包括叠加筛线的优化，包括多组柵，包括在性能提升上，从ISFH的路线图可以看到，随着技术的叠加，PERC的效率未来3年非常有希望量产，做到23%，先进的产线达到24%的效率，如果未来三年之内，PERC技术还是具有非常高的性价比和技术的领先性。单晶PERC目前行业里面已经很好地解决了衰减的问题，我们现在可以控制到首年衰减小于2%，未来由于双玻封装技术具有更好的可靠性。

2018年7月8日，2018光伏领袖峰会˙黄山光伏大会二十年纪念论坛在黄山新华联豪生大酒店举办，一起光伏APP对论坛进行直播。隆基乐叶光伏科技有限公司产品总监王梦松介绍了PERC双面组件特性与发展趋势。

北极星太阳能光伏网为您带来发言实录：

隆基乐叶光伏科技有限公司产品总监王梦松：给大家做双面组建的技术的报告。主要的内容分四个方面，第一是双面PERC电池的技术特征第二是组件特性和发电实证数据，第三是双面电站的系统设计参考，第四是双面组件未来发展的趋势做一个分享。

大家知道PERC电池才常规电池的基础上在背面用氧化铝进行背部的钝化，用激光开槽接触，有PERC双面电池的工艺流程图，可以看到在常规的电池产线上添加纯机动化层（音译）和激光开槽就可以做到被动化电池技术。同时双面PERC在常规的PERC基础上，只要把背面印刷铝背槽工艺改成在开槽的地方印刷成局部的铝柵线，就可以直接成为双面的组合电池。

从全球的PERC产能来看，到今年年底全国PERC有望突破40GW，高效的电池供应恢复比较充足，因为所有的PERC产线都是高度兼容，所以未来产能可以得到进一步极大的提升。从PERC电池效率提升的空间来看，PERC技术应该说还是有非常大的提升空间的，3年直线人们普通认为PERC在单晶22%就达到极限了，但是现在各家的量产的先进的大家22%，有一些超过23%，世界的记录已经有有突破23.9%，未来几年之内PERC提升的方向主要在结合一些选择性PSC零硅玻璃和PSC扩散技术，包括叠加筛线的优化，包括多组柵，包括在性能提升上，从ISFH的路线图可以看到，随着技术的叠加，PERC的效率未来3年非常有希望量产，做到23%，先进的产线达到24%的效率，如果未来三年之内，PERC技术还是具有非常高的性价比和技术的领先性。

目前简单看起来PERC电池工艺发展主要有三个阶段，第一个是常规电池上提升PERC技术，第二加入热氧化，包括匹配扩散的路径，效率提升到21.7%左右，还有很多一线厂家做到22%的效率。

这张是隆基乐叶未来量产效率的图，到2020年量产效率可以做到23%。隆基乐叶数字刷新了PERC电池的世界纪录。

第二部分是介绍一下双面组件的特性，目前行业双面组件主要是采用双玻的封装的，他有综合发电效率的提升的。同时在组建的设计上面，我们认为采用有边框的双玻设计在本身的系统运输包括安装的便捷性和安全性，同时对于他的长期可靠性和稳定性有帮助的，目前行业玻璃的厚度已经降到2毫米，所以他的重量也得到了有限减轻。同时双玻采用POE的方式，可靠性和稳定性，因为有一个非常明显提升的，首先材料稳定性有一个提升，POE本身水透过率更高，抗PID的性能，因为有非常明显的提升，因为和单面电池的PID的机理还不太一样，双面电池有自己特定的PIE机理，和三氧化二铝相对来说有一定负电，玻璃中的那离子会形成一定的破坏作用。

从组件长期的衰减来看，在单晶PERC目前行业里面已经很解决了衰减的问题，不管在硅片上做一些搀杂的优化，或者在电池上采用光注入或者电注入的方式能有效抑制早期的光衰竭，和在PERC特有的LETI的热辅助光衰，主要机理，主要是和金属杂志正向相关性，通过这些努力的话，我们现在可以控制到首年衰减小于2%，未来由于双玻封装技术具有更好的可靠性。

分享几个案例，第一个实证电站是安装在陕西的干土地，前期两个月的数据，相对常规的单晶组件整体的发电量提升了12.04%。第二个是在沙漠电站有336千瓦的双面系统，前一段时间拿到一整年的数据，报告分享是前半年的数据。去年夏天到年底半年的数据可以肯到，综合来看双面加上跟踪系统对比的多晶组件在固定支架上，发电量提升了24.7%，同样的双面比多晶发电量提升了15.6%，同时多晶在跟踪系统比固定高了7.9%。第一点双面背面有一个明显的增益，同时跟踪系统一定程度上对综合的增益有一个提升作用，所以双面和跟踪的结合也是行业里面非常明显的趋势，可以更有效的发电量，降低用电成本。

第三个案例分享一下隆基乐叶在泰州建的项目。草地、混凝土和TPO反光材料做了对比验证，安装高度都是1米，3种不同的地面反射率的情况下，这个也是有半年的数据了，在草地上，双面PERC比单面PERC提升了6.84%的发电量，混凝土提升了9.82%，TPO反光材料提升了12.34%。同时我们做了不同安装高度增益的关系，TPO反光材料上同时对1米、1.5米，2米三种安装高度做了不同的发电量的分析，随着安装高度的提升，双面组件的提升背面的蒸发效率也是有明显的提升的。当从1米提升到1米5的背面的按发电整体提升了18.94%，提升到2米的话到了22.97%，可以看到和安装高度还是有比较强的相关关系的。

最后简单看一下下雪天的双面组件的优势，下雪过程当中，正好在今年年初大雪的时候全面监控了双面组件在下雪、化雪和积雪的发电量变化的关系。首先可以看到在下雪过程当中双面组件的积雪厚度明显更小，而且雪化得更快，这是因为组件正面雪覆盖的，组件背面还是可以接受地面的反射光，让组件有一定的发电量，不会产生一定的工作温度，加速正面雪的融化。简单把数据总结一下，在不同的阶段不管下雪还是积雪还是融雪都有明显的提升，下雪阶段增益基本超过百分之百，融雪阶段会更高，不同的环境下300%到600%，有3-6倍发电量的增益。化雪阶段增益在30-40之间，因为雪地的地面反射率会比较高，所以双面组件在雪地的场景下有非常明显的发电量的提升。

第三部分介绍一下设计的时候，对于双面系统需要考虑的因素，和单面系统的不同。双面组件他的相关性的因素比较多，最主要是地面反射率的问题，还有离地高度，都和背面辐照量都有一定的关系。从PVC来说，对双面组件的背面做一些比较好的模拟，这值还是略微保守一下。这是一些不同的地表环境反射率的差异情况，可以看到在水面、草地、干土地、雪地，结合文献值综合来看，这是反射率的水平，双面组件在荒地、沙漠、水泥地有更好的表现。

安装高度对背面辐照量都有很好的效果，2米比较好，但是制作系统成本有所正确，超过2米，背面辐照提升和安装高度提升关系就非常小了。在不同的位置背面辐照也是有差异的，从电站优化的角度可以考虑不同的位置可以接入不同的组串，对于MPP做一个更加的优化，减少背面的损失。对于支架来说要考虑背面的遮挡性。同时包括系统的搭配应用的情况。

对于逆变器，因为双面电池技术原理，因为正面和背面采用同样发电，辐照量增加，对电池主要是增加电流。所以双面组件在双面发电的同时，电流相对来说有一个提升。电流提升的增益幅度和背面辐射发电的量保持一个正比，所以在系统设计上，第一个需要考虑逆变器最大工作电流，一定要有一个明显的提升，传统的10安培是不够的，一般都是12-14安培，一般行业里面都可以提升12.5安培以上。同时系统设计上对电站的容配比，在双面系统上需要做一些综合的考量，结合地面的反射情况综合区分析出他背面的增益情况，去科学定制一个更加合理的逆变器的容配比。

最后介绍一下组件的发展。对于组件提升组件的效率不外乎两个方面，一个是电学的角度来说，降低电流的损耗，第二是提升光的利用率，降低电的损耗包括加厚互连条的厚度，降低电流。光学的角度提升透光率，提升光的反射。

目前来说从行业的技术方向来看，组件端主要有三个技术方向，一个是半片，一个是多主柵，还有一个是叠片，当然各自有优缺点，半片是比较简单的技术路线，但是他的功率可以提升7瓦以上，多主柵相对来说会有一定的设备投资，但是功率也可以提升到7瓦以上，但是相对可以提升电池的效率，降低电池的损耗量，叠片来说功率有大幅度的提升，可以提升8%以上，折合60片有25瓦的提升，但是有新的设备投资，同时支撑难度相对来说也是比较大的。

半片的工作原理是通过把电池片切半，降低电流的损失，同时组建的效率、功率绝对值提升了6-7瓦，提升2-2.5，组件单为成本基本不变，很好降低了组件沉重的热斑的风险。还有一个优势就是局部阴影遮挡有个提升。

另外一个方向就是半片的基础上再叠加多主柵的技术应该是未来的趋势，因为可以让组件提升12-14瓦的水平，同时也结合多主柵提升电池效率。同时也保持半片的性能，所以在未来，下半年多主柵我个人认为叠片之外的趋势。

再简单介绍一下叠片，和现有通过焊接方式封装原理是不太一样的，他是把电池品切成小片，把组件的正极和负极叠加起来，增加了组件的受光面积，同时也是大幅度减少了电流损失，所以组件的平均效率提升8%以上，绝对的功率提升25-30瓦，相对来说是一个非常大的提升，如果单从电池效率提升30瓦，效率的绝对值要提升2%左右，这个对于电池技术来说非常困难，但是通过叠片的方式可以轻松把组件的功率提升将近30瓦。

如果解决了叠片生产设备的成本，包括生产中的问题，叠片有可能成为未来终极的封装方案。他主要面临的问题是组件可靠性的测试使导电胶的可靠性无长期验证，组件制程中隐裂风险高，还有良率问题。我们清洁能源就是用双面叠片的技术投标的，个人来看比较看好未来叠片在未来2-3年有比较大的发展，因为他对组件单位面积的瓦数有一个大幅度提高，同时对度电成本会有一个明显的下降。

同时对于双面来说，因为他是采用双玻的方式封装，透光的损失是需要考虑的问题。当然一个解决方式是采用网格镀釉玻璃的方式，可以减少背面光的穿透损失，对反射光的一个再次利用，这样可以基本上把总电的功率提升2-3%，提升一个档位。

同时镀釉玻璃的耐厚性（音译）也得到一个比较好的解决，所以接下来镀釉玻璃会有一个比较好的应用。

另外一个趋势透明背板，目前还处于批量验证的阶段，因为还要解决长期可靠性和成本的问题，但是一旦解决这些问题，他的好处是整个兼容性好，和常规的封装技术一致，做到成本的下降有进一步的空间。

来源：北极星太阳能光伏网

（根据现场速记整理，未经嘉宾审阅）