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户外实证:TOPCon最高单日发电量增益超7%
此实证数据来源于接近真实电站场景的7个月实测结果,具有较高参考价值。
实证场地位于江苏常州,东经119°58′,北纬31°48′,属于温带季风气候,年辐照量1243.7kW/㎡;测试环境还原地面电站场景,固定支架安装,安装倾角23°,组件最低点离地高度约为0.5m。
为了避免背面受光产生的测试误差,所有测试组件在安装时都避开了支架斜撑;发电量测试系统采用多通道IV曲线追踪设备,一对一监控每块测试组件的最大功率点以及短路电流、开路电压等多个电性能参数,确保数据真实可靠,也为进一步分析提供了空间。实证于2024年7月开始,截止到2025年2月。TOPCon组件对比TBC参考组件单瓦发电量增益1.74%,随着测试进入秋冬季辐照强度减弱,TOPCon优势更加显著,最高单日增益超过了7%。
为什么TOPCon会有优异的发电优势?
1.TOPCon产品较高的背面增益
大型地面电站场景下,背面增益是双面组件重要的发电来源,而高双面率是TOPCon产品的先天结构性优势。TBC电池因为将正面栅线移至了背面,大大增加了背面的光学损失,同时其较高的背面Poly-Si寄生吸收进一步降低了背面光线的利用率,与TOPCon电池相比,TBC理论双面率低10%~15%。
(上TOPCon,下TBC)
TBC栅线密布于背面,同时正负极阻隔绝缘胶进一步影响光线吸收
为了更加清晰的看到TBC低双面率的影响,选取测试期间辐照较好的某一天,进行单日发电能力数据分析:组件背面接收到的辐照度约为正面的6%~14%(逐时变化),TOPCon由于具有更高的双面率,这一天中,组件背面单瓦发电量相比TBC高26%,组件整体单瓦发电量高1.7%,显著提高了客户收益。
2.TOPCon优异的低辐照性能
通常情况下,室内标准测试条件是1000W/m2辐照强度,但在户外实际使用中,绝大多数都处于辐照强度低于1000W/m2的环境下,这就是所谓的低辐照环境;以国内太阳能资源最丰富的格尔木地区为例,超过76%的辐照量低于1000 W/m2,产品在低辐照环境下的发电能力将直接关系到客户的投资收益,不容忽视。
TBC的低辐照性能明显弱于TOPCon,是因为TBC电池的指交叉结构使得N/P区间隔排列,在图形化过程中需多次激光开槽,导致漏电点多;在12V的反偏电压下,TBC电池的漏电流是TOPCon的50倍(如下图,左图TOPCon从结构上避免了N/P导通,右图TBC电池N/P区间隔排列容易产生漏电点)。
从等效理论模型分析,高漏电意味着低并联电阻,TBC电池在工作时会有明显的并阻Rsh分流,从而产生损耗;这种损耗在低辐照下尤为明显,体现在光线较差的条件下,TBC组件的工作电流Imp与短流电流Isc的比值会显著下降,效率降低(如下图,TBC在弱光下由于Rsh分流,Imp损失明显)。
分析实证数据也能得出相同的结论:辐照强度越低,TOPCon对比TBC组件的增益愈发明显;在7个月的实证中,得益于弱光性能,TOPCon每瓦多发电0.98%。
TOPCon高发电性能带来更高的客户价值
根据常州地区的测试结果,进一步模拟了其它不同地区大型地面场景下TOPCon与TBC产品的发电能力表现,从数据可以看到,在绝大多数地区,TOPCon都能带来1.32%~1.79%的发电量增益,可以带来0.025~0.049¥/W的客户增发价值。
典型的大型地面场景辐照资源丰富,但这并不意味着TOPCon无法发挥其低辐照优势:以国内最高辐照地区-格尔木地区为例,仍有76%的辐照量低于1000 W/m2。在清晨和傍晚典型的低辐照时段,TOPCon对比TBC组件增发仍超过了3%;此外,凭借更高双面率优势,TOPCon全天有超过1%的增发优势,进一步为客户带来更高价值。
据集邦咨询预测,2024年TOPCon电池产出占比67.9%,承接PERC成为市场主流技术。这既得益于TOPCon技术成熟的供应体系和成本控制能力,也是终端客户综合BOS、LCOE、单瓦发电收益等多种因素后市场的选择。
进入TOPCon2.0时代,技术持续扎根、提速,TOPCon的发展将更加迅速且令人期待,进一步推动光伏技术迈向新高峰!
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