編者按:光伏技術(shù)的未來(lái)在哪里?答案當(dāng)然是:更高的光電轉(zhuǎn)換效率與更低的度電成本。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今,“效率”與“成本”始終是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵詞。太陽(yáng)能能量密度低,收集成本高,所以這一特點(diǎn)決定了降低光伏發(fā)電成本的最主要方式,就是提高組件轉(zhuǎn)換效率。組件轉(zhuǎn)換效率每提高1個(gè)百分點(diǎn),光伏發(fā)電成本就能降低6%以上。
正因?yàn)槿绱?,光伏制造技術(shù)發(fā)展的核心就是提高光電轉(zhuǎn)換效率。過(guò)去幾年,無(wú)論單晶還是多晶電池,都保持了每年約0.3%~0.4%的效率提升。隨著“領(lǐng)跑者”計(jì)劃的推出,中國(guó)光伏行業(yè)制造水平、應(yīng)用水平、標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試等方面均整體大幅提升,在組件產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率提升方面促進(jìn)作用更是明顯。
目前,我國(guó)光伏設(shè)備行業(yè)已經(jīng)全面進(jìn)入拼質(zhì)量、拼效率的時(shí)代。按照國(guó)家能源局提出的發(fā)展目標(biāo),到“十三五”末,太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)模要比2015年翻兩番,成本下降30%。光伏先進(jìn)技術(shù)之爭(zhēng),將直接決定著整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)能不能順利實(shí)現(xiàn)。
在未來(lái),哪些技術(shù)能夠脫穎而出,走到所有技術(shù)的前列?華夏能源網(wǎng)(微信號(hào)sinoergy_com)特別對(duì)目前比較領(lǐng)先的光伏技術(shù)做了細(xì)致的梳理,這六大先進(jìn)技術(shù),很可能就決定著中國(guó)乃至全球光伏產(chǎn)業(yè)的未來(lái),讓我們一起看看他們到底先進(jìn)在哪里!
PERC電池技術(shù)
PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)電池通過(guò)在電池背面實(shí)行鈍化技術(shù),增強(qiáng)光線的內(nèi)背反射,降低了背面復(fù)合,從而使電池的效率能夠有效提高。PERC電池技術(shù)擁有廣泛的應(yīng)用前景。
相比一般電池技術(shù),PERC電池增加了兩道額外的工序:背面鈍化層的沉積和激光開(kāi)槽。因?yàn)樾柙黾觾商自O(shè)備的投資,按目前的生產(chǎn)情況傳遞到組件端單瓦成本略高,但隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及專用原材料費(fèi)用的降低,PERC組件的成本將低于常規(guī)組件。并且在電站端的實(shí)際測(cè)試中,PERC組件比常規(guī)組件每瓦發(fā)電量高出3%左右。
PERC組件比一般組件多發(fā)電的原理,在于其優(yōu)秀的低輻照性能,更好的功率溫度系數(shù)以及首年光衰問(wèn)題的解決。
(1)低輻照
與AM1.5同樣光譜分布的低輻照測(cè)試當(dāng)中,PERC組件具有更高的相對(duì)轉(zhuǎn)換效率,因小于標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的相對(duì)效率主要由開(kāi)路電壓的變化來(lái)決定,常規(guī)電池的相對(duì)開(kāi)路電壓低于PERC電池,且光強(qiáng)越弱,兩電池的暗飽和電流密度相差越大,短路電流相差越大,相對(duì)效率相差越多。
更重要的是,PERC電池紅外波段的量子效率顯著提高,尤其在1100~1200nm波段增加的發(fā)電不計(jì)入到標(biāo)稱功率當(dāng)中。因此PERC組件在正常輻照下由于低輻照特性可以多發(fā)電,而在陰雨天以及早晚,相對(duì)常規(guī)組件的多發(fā)電優(yōu)勢(shì)更加明顯。
(2)功率溫度系數(shù)
一方面PERC電池的紅外波段量子效率高,其電流溫度系數(shù)略高;另一方面PERC電池的開(kāi)路電壓更高,電壓溫度系數(shù)(絕對(duì)值)更低。綜合來(lái)看,PERC電池的功率溫度系數(shù)(絕對(duì)值)低于多晶和常規(guī)單晶。
(3)初始光衰
晶硅組件都存在光致衰減(LID)問(wèn)題(從組件廠家的質(zhì)保承諾來(lái)看,首年功率衰減一般不高于2.5%或3%),主要原因是p型硅片中的硼與氧在室外光照后產(chǎn)生的“B-O對(duì)”導(dǎo)致組件功率降低。
采用了PERC技術(shù)后,光生空穴需要運(yùn)行更遠(yuǎn)的距離才能被背電極收集,“B-O對(duì)”與雜質(zhì)、缺陷會(huì)產(chǎn)生更明顯影響,導(dǎo)致5%以上的LID。通過(guò)降低硅片氧含量、改變摻雜劑、對(duì)電池進(jìn)行退火處理等措施,可以將PERC電池的光衰顯著降低,例如單晶PERC組件可以達(dá)到2%以下的首年功率衰減。
目前,在PERC電池技術(shù)方面比較領(lǐng)先的公司有天合光能等。在“領(lǐng)跑者”計(jì)劃中,國(guó)家對(duì)電池組件的效率提出了多晶不低于16.5%,單晶不低于17.5%的目標(biāo)要求,現(xiàn)在天合光能量產(chǎn)的PERC單、多晶電池的效率分別已經(jīng)達(dá)到21.1%和20.16%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這一要求,走到了行業(yè)前端。目前,天合光能已經(jīng)在黃金線上實(shí)現(xiàn)22.61%電池效率和300W組件功率的穩(wěn)定生產(chǎn),并即將全面投入量產(chǎn)。