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“双面电池”抢位战

2017-11-23 16:44| 发布者: Kristy| 查看: 1450| 评论: 0|来自: 摩尔光伏

摘要: “双面电池”话语权之争似乎比想象的要更为激烈。 天合光能、隆基乐叶、晶澳太阳能在P型PERC双面发电争奇斗艳的时候,英利、中来、林洋等公司则把重点仍放在N型硅双面PERT电池上,他们为此开疆拓土,而中科院微系 ...
       “双面电池”话语权之争似乎比想象的要更为激烈。

       天合光能、隆基乐叶、晶澳太阳能在P型PERC双面发电争奇斗艳的时候,英利、中来、林洋等公司则把重点仍放在N型硅双面PERT电池上,他们为此开疆拓土,而中科院微系统所、晋能、福建金石则在N型硅HJT/DJD异质结电池披荆斩棘。

       他们的努力也正推动越来越多的光伏骨干公司布局双面双玻电池领域。

       “天然”双面

       N型双面。据英利首席技术官宋登元博士介绍,在规模化生产方面,由于N型电池容易制备双面电池,并且具有高的双面效率比,低衰减和温度系数等特性,N型硅电池的产业规模在不断扩大。

       N型单晶双面电池在近年也逐步释放产能,这种电池的特点也是双面皆可吸收入射光线,从而提升电池和组件的发电量。和常规电池相比,该款电池主要增加了双面浆料印刷和硼元素掺杂(如旋涂、印刷高温推进和固态源扩散等)等工艺。目前国内主要企业储备的该产品技术基本都没有用到激光等工艺,因此整个电池制作工艺不对硅片造成额外损伤,组件可在各种使用条件下保持稳定性。

       目前,以N型单晶双面电池(N-PERT技术为主)的发展最为迅速。相较于P型电池,N型双面电池基于晶体结构的特性,具有少子寿命高、光衰减系数低、弱光响应佳、温度系数低、工作温度低、且双面皆可发电的优点,逐渐受到制造商的青睐,陆续投入开发与生产。在有限的安装面积之中,N型能提供更高的电力输出。

       P型PERC双面。也有专家说,PERC技术天然适合双面发电。

       PERC电池的背面为全Al层,背面入射光线无法穿透该全Al层,因此PERC单晶单面电池只有正面可以吸收入射光进行光电转换。为了使PERC电池均有双面光电转换功能,行业改变了PERC电池的印刷工艺,将背面全Al层印刷工艺修改为背面局部Al层印刷工艺。该工艺是尽量保证背面Al浆印刷在激光开孔点处,以使光生电流仍然可以通过激光开孔点的Al层导出。

       PERC单晶双面电池背面由全Al层改为局部Al层,因此背面的入射光可由未被Al层遮挡的区域进入电池,实现双面光电转换功能。由于激光开孔点仍然需要Al浆来疏导光生电流,因此背面的大部分区域任然覆盖了Al浆,因此和电池正面超过20%的光电转换效率相比,PERC单晶双面电池背面可吸收光线的区域有限,背面的光电转换效率预计在10-15%。

       拥“兵”抢位

       在日前举办的光伏热点专题研讨交流会上,杨立友博士介绍,晋能科技根据稳定性和量产实际经营进行技术路线选择,位于晋中的HJT超高效异质结基地已顺利投产、出货。他说,异质结技术步骤相对简单,初步量产后效率提升空间和成本降低空间更大,他认为,异质结是光伏技术未来向25%效率水平发展的有效过渡。目前,晋能科技HJT双面电池的量产平均效率已达到22.5%,72片双面HJT组件最高功率档已超过400W。而未来,通过针对高成本部分的专项降本,HJT组件成本与常规多晶的差距将控制在20%左右。

       与晋能不同,英利几年前就开始N-PERT双面电池的研发与量产。在N型单晶双面高效电池领域,英利始终保持全球最前沿的技术研发和产业化实力,通过“熊猫”技术的量产成为世界上第一家成功规模化生产N型单晶双面高效电池的厂家。英利的“熊猫”产品自2009年开始研发至今,在技术升级、材料组合、版型设计、包装运输等方面进行了全方位的升级,新一代熊猫电池正面效率可达到21.5%,背面发电效率可达到正面的90%以上,下一步,英利将进一步改善产品制造供应,将转换率提高至22%。

       记者了解到,采用新一代“熊猫”电池生产的PANDABifacial系列光伏组件(60片电池)在优化后的系统安装现场,组件背面可贡献10%-30%的正面发电量,实际发电功率超过380W,等效组件效率达到24.5%,可降低25%以上的系统成本,对加快实现太阳能光伏平价上网有着非常积极的推动作用。

       中来与英利N型双面技术路线颇为相似,他们目前量产并力推的双面组件同为N-PERT。据中来光电科技有限公司总经理刘勇介绍,中来在双面电池和组件技术方面,一直努力不断提升双面组件的转换效率。目前已量产的产品,正面转换效率约21.5%,背面的效率在19.5%左右。对于60片的组件来说,有不同的方式计算背面的效率增益,背面的效率增益约10%~30%左右,背面额外的发电量可以为客户带来显而易见的收益。

       早在2015年,航天机电也已经开始布局N-PERT双面电池,并实现量产。2017年SNEC展会,晶科、中节能也推出N型双面发电组件,近日,林洋也动作频频,发布多款双面新品。

       随着技术的快速发展,P型PERC双面发电也在快速崛起。

       在P型PERC双面方面,天合步子迈得更快一些。天合光能推出的单晶PERC双核(天合称自己的双面发电产品为双核)组件是中国首款采用双面电池技术的单晶PERC产品。PERC双面组件的60-cell型号正面发电功率为285~300W,背面可增益10%左右,整体最高功率可达330W,发电量较传统单面组件可增加25%,而价格与正面单面发电的产品相同。PERC双核组件经济性优势显著,可以大幅降低系统度电成本。还可以与天合光能跟踪支架系统等更多升级方案及技术叠加搭配使用,最大化地增加发电量。

       单晶龙头隆基乐叶也审时度势,瞅准时机,发布单晶PERC双面产品。隆基乐叶发布的电池正面发电效率超过21%,与单面PERC电池相当。背面功率与正面功率相比不低于75%。产品背面可带来最高25%的发电量增益(根据系统电站设计和地面特点不同而不同),可为电站投资者带来更高收益。

       行业中坚力量晶澳,从2017年第一季度开始量产双玻双面PERC组件,(PERCIUM二代组件),组件正面保持了高功率的特点,背面组件功率为正面组件功率70%,达到预期。2018年,晶澳会继续发挥在行业中的领先优势,进一步提升电池转换效率,加大PERC电池及组件的产能,同时会有更多组件新品面世,为客户提供更多高性能产品的选择。

       双玻双面PERC组件阵列与常规PERC组件阵列发电量对比
       (每个阵列11片组件,装机功率3.2千瓦,相对地面倾斜角度25度)

       值得注意的是,晶澳于2016年获中国国家专利局授权的双面PERC电池的概念与制作方法专利,拥有双面PERC电池发电技术完全自主的核心知识产权。
规则谁定?

       随着双面发电市场的逐步扩大,制约因素日益凸显出来。目前国际上光伏行业测试方法标准基本是针对传统单面发电器件而编写,不适用于评估双面光伏器件的性能,无法准确测试双面光伏器件的电参数。国际上欠缺通用的双面发电测试标准,导致了两个弊端。一,组件的标称功率直接影响买卖双方的利益,双方在如何标定标称功率上存在很大分歧;二,双面发电组件的最终标称值会直接影响电站系统设计。

       国际知名第三方认证机构莱茵T?V的Dr.Christos于今年起牵头组织IEC60904双面组件测试方法的编写,讨论组已正式成立,该测试方法的正式发布有望解决这一棘手难题。

       在国内,中国光伏行业协会组织编制《双面发电光伏组件电参数测试方法》团体标准。英利、北京鉴衡、中建材、T?V南德、国家质检中心(CPVT)、阿特斯、天合等都积极参与团体标准的制定。经过前期调研、资料收集、标准起草、会议讨论、试验验证、数据收集等工作,目前标准编制组已完成征求意见稿,正面向行业进行公开征求意见。

       其他企业或检测机构并未坐享其成,也积极投入双面电池测试方法的研究之中。T?VNORD、国家光伏检测中心、中来光电与招商新能源经过长时间户外测试及实验室研究验证,收集汇整了大量一手数据,并经过反复的研讨论证,于2017年4月19日联合发布了双面电池组件I-V测试方法。该测试方法包括测试条件,测试方法及流程,组件铭牌标称要求,测试报告等内容。同时,针对不同背景的安装场地,该标准还提出了相应的规范推荐值。

       目前,PERC单晶实验室效率已经达到23.45%,突破了进一步发展的瓶颈,越来越多的企业加入到PERC双面发电的阵营。以英利与中来为首的N型双面队伍也正在壮大中,毕竟有人相信,将来一定是N型硅的天下。

       但是,行业秩序如何整合?行业如何进一步规范?全行业仍需摸索前进。

       各持“利器”的双面发电企业,谁能笑到最后,我们拭目以待。
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