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1. PERC光伏組件的發(fā)展

PERC光伏組件的快速發(fā)展是行業(yè)內(nèi)驅(qū)力和外推力共同作用的結(jié)果。內(nèi)驅(qū)力即光伏電池及組件技術(shù)的進(jìn)步，2014年硅片環(huán)節(jié)金剛線切片技術(shù)的導(dǎo)入更是大幅度降低了PERC電池的成本，從而帶動了PERC光伏組件的發(fā)展。

外推力主要來自于國家政策的支持，PERC光伏組件的大規(guī)模量產(chǎn)得益于2015年起國家能源局等三部委聯(lián)合推出的光伏“領(lǐng)跑者”計劃。連續(xù)三批領(lǐng)跑者基地的建設(shè)為創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品提供了應(yīng)用平臺，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)升級，淘汰了大批落后產(chǎn)能，高效PERC光伏組件的發(fā)展也進(jìn)入了快車道，總出貨量和出貨量占比都有大幅度上升。

從出貨數(shù)據(jù)來看，PERC光伏組件通過六年時間從5%左右快速增長到85%左右，預(yù)計未來兩到三年，依然是光伏行業(yè)最主流的組件產(chǎn)品，PERC光伏組件年度出貨情況見圖1。 2. PERC組件結(jié)構(gòu)與工藝

PERC組件的整體結(jié)構(gòu)與常規(guī)電池組件基本沒有差異，結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由蓋板玻璃、封裝材料、電池片、焊帶/匯流帶、邊框、背板和接線盒構(gòu)成。雙面雙玻組件需要將背板替換為背板玻璃，疊瓦組件則由導(dǎo)電膠替代焊帶。 這些年隨著組件技術(shù)的發(fā)展，其整體工藝相比較之前已經(jīng)發(fā)生了較大的變化，自動化程度有了明顯提高，工藝也經(jīng)過多次改進(jìn)或優(yōu)化，包括激光劃片的加入、多主柵焊接改進(jìn)、自動排版與層疊、成品分檔與自動包裝等環(huán)節(jié)，同時因原輔材料升級、電池與組件尺寸變化也采取了一些工藝和設(shè)備上的調(diào)整。PERC組件工藝流程如圖3所示，半片電池組件的出現(xiàn)增加了激光劃片的工序，串焊、疊層和分選包裝等工序也進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。
3. PERC組件技術(shù)路線多樣化

PERC電池技術(shù)具有很好的兼容性，與之對應(yīng)的組件技術(shù)則更具多樣性。電池作為組件的核心，技術(shù)路線基本都是圍繞著轉(zhuǎn)換效率的提升，而組件作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈直接面向應(yīng)用端的產(chǎn)品，其技術(shù)創(chuàng)新的方向會更加全面，可分別從電性能提升、多樣化應(yīng)用兩個方面考慮。

3.1 電性能的提升是組件技術(shù)發(fā)展的主方向

不論光伏組件技術(shù)如何改進(jìn)，最主要的目的都是提升光伏組件的單位發(fā)電量，從組件角度入手考慮，主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)，即高效率(高功率)和高發(fā)電量。

(1)高效率/高功率

高效率：要提升組件的轉(zhuǎn)換效率，主要可以通過增加太陽光的利用率、電學(xué)優(yōu)化、提高組件能量密度三個途徑來實現(xiàn)，具體如圖4所示。
增加太陽光的利用率和電學(xué)優(yōu)化分別是從光學(xué)和電學(xué)角度考慮，以達(dá)到降低相應(yīng)的損失的目的。光學(xué)損失涉及到玻璃表面反射損失、電池片表面光反射損失、電池片間的光損失、焊帶表面反射損失、電池片副柵線反射損失，以及封裝材料光吸收損失等;電學(xué)損失涉及到主/副柵電阻損失、焊帶/匯流帶電阻損失、以及接線盒、導(dǎo)線、接插頭電阻損失等。

提高組件能量密度，即在一定的組件面積內(nèi)盡可能的放入更多電池片。該技術(shù)路線主要分為各種小間距以及零間距技術(shù)，包括拼片、一體焊帶小間距、疊瓦、疊焊、柔性互聯(lián)等。對于這種高密度組件封裝技術(shù)，可靠性是最為關(guān)鍵的評估指標(biāo)，其中柔性互聯(lián)零間距技術(shù)，不僅能夠有效提升組件的轉(zhuǎn)換效率，同時采用圓形焊帶和特殊緩沖處理，實現(xiàn)電池片零間距無隱裂連接，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定和可靠。

高功率：在光伏組件的轉(zhuǎn)換效率提升的同時，其組件功率也保持了大幅度增長，從圖5可以看出，自從2015年P(guān)ERC技術(shù)大規(guī)模量產(chǎn)以來，其PERC光伏組件的功率從340W一路提升到現(xiàn)在的600W左右。組件功率的提升路徑主要包括三個方面：電池效率的提升、組件封裝技術(shù)的優(yōu)化以及硅片尺寸的增加。電池效率和組件封裝的貢獻(xiàn)已經(jīng)在上篇的電池技術(shù)和上文分別進(jìn)行了說明，硅片尺寸增加和組件尺寸的增大是自2020年以來組件功率的快速提升甚至突破600W的主要原因。如表1所示，當(dāng)電池效率和組件中電池總數(shù)量不變時，僅靠硅片面積的增長對組件功率帶來的影響已經(jīng)非常明顯。



(2)高發(fā)電量

在組件發(fā)電量方面，主要影響因素包括：弱光發(fā)電能力、高溫發(fā)電能力、衰減性能、雙面發(fā)電能力等。這些因素相互影響，弱光發(fā)電性能和高溫發(fā)電性能與組件的開路電壓(Voc)和并聯(lián)電阻(Rsh)有關(guān);衰減性能主要與硅片和摻雜類型有關(guān)，目前p型硅片基本采用摻鎵技術(shù)，有效地降低了組件的光致衰減;雙面發(fā)電性能方面，雙面率越高，背面發(fā)電增益越高，同時通過優(yōu)化電站設(shè)計，包括陣列高度、前后排間距、背面無遮擋安裝等，提升背面發(fā)電增益。

雙面發(fā)電技術(shù)是能夠直接大幅提升光伏組件發(fā)量從而降低LCOE成本的常用方式，CPIA數(shù)據(jù)顯示，以PERC雙面技術(shù)為代表的雙面組件技術(shù)的市場占有率從2018年的10%提升到2021年的37.4%，預(yù)計到2023年雙面組件市場占有率將達(dá)到50%，逐步超過常規(guī)單面光伏組件。

3.2 需求的多樣化是組件技術(shù)發(fā)展的重要考慮因素

隨著全球范圍內(nèi)對低碳經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的推進(jìn)，光伏的應(yīng)用將會越來越廣泛，進(jìn)入形式多樣化、場所多樣化、功能多樣化的新階段。多種“光伏+”的應(yīng)用模式不斷涌現(xiàn)，如光伏建筑一體化、農(nóng)光、漁光、光伏生態(tài)等;應(yīng)用場所也不再是單一的地面環(huán)境，已有涉及火車站、停車場、機(jī)場、學(xué)校、工業(yè)園區(qū)等;除基本的發(fā)電功能外，光伏電站也集成了觀光、藝術(shù)建筑、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種或多種功能，更加多元化。

以上種種，都促使著行業(yè)開發(fā)出更多面向應(yīng)用的各類組件，包含了建筑一體化的雙玻組件、高觀賞性的全黑組件、特殊場合的輕質(zhì)與柔性組件、智能光伏組件等。通過對這些組件技術(shù)的不斷研究與探索，最終可以形成光伏生態(tài)體系，每一個技術(shù)的應(yīng)用都將是光伏發(fā)展的重要分支。

4. 小結(jié)

通過上文介紹，高效率(高功率)、高發(fā)電能力是組件技術(shù)的發(fā)展方向，其中效率和功率嚴(yán)格意義上講，屬于不同維度的指標(biāo)參數(shù)，但是對組件性能來講，可以進(jìn)行統(tǒng)一評估。而對于不用的應(yīng)用場景來講，組件的選型應(yīng)該因地制宜，選取最佳的組件解決方案?？傊趐型PERC單晶電池技術(shù)的光伏組件在提效空間、品質(zhì)保證、成本控制方面相比于其他技術(shù)產(chǎn)品還具有一定的優(yōu)勢，能夠持續(xù)穩(wěn)定地為客戶帶來更大的價值。 

原標(biāo)題：6年提升60%以上！PERC組件如何做到？