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乐叶光伏科技有限公司

高效太阳能单晶电池组件

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群雄逐鹿的PERC市场,何以制胜?
发布时间:2017-11-12        浏览次数:79        返回列表
随着国家政策指向及市场需求对于电池效率提出了越来越高的要求,高效电池技术受到的关注度进一步提升。其中PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)电池具有明显的性能和成本优势,它能与现有电池、组件的产线良好兼容,同时获得1%左右的效率提升,成为首个获得大规模商业化突破的高效电池技术。越来越多的企业加入到研发、生产PERC电池的大军之中。

群雄争霸的格局
 
随着价值链中浆料、设备供应商到电池制造商的全力推进,PERC 技术正在不断向前发展。迄今为止最高效率是17 年前悉尼 UNSW大学的Martin Green 创造的,他在小型实验室制备的PERC 电池效率为25%。许多电池制造商在单晶 PERC 电池方面已经超越了21%的效率水平。在批量生产中达到22%的水平已经指日可待。
中利腾晖也专注于单晶电池的大规模生产,该公司表示其平均效率为21.1%,而单晶电池的最佳效率为21.3%,多晶硅电池的效率最高为19.6%。
无锡尚德给出的最佳效率分别为单晶21.3%以及多晶20%。位于无锡的该公司单晶量产平均效率为21%,多晶量产的平均测试数据为19.7%。
Meyer Burger 称其客户获得的最佳单晶效率达到22%,多晶达到21%。至于平均效率水平,该公司表示多晶效率区间在19.5% 至20.5%之间,单晶效率区间明显更高,达到20.8% 至21.5%。
理想能源表示,其客户晋能(Jinergy)使用其设备所加工电池的平均效率分别为单晶21 %, 多晶19 %。
晶科2017年量产平均效率大于21%,组件平均功率达295W,最大功率达305W。2020年目标,电池效率近22%,组件功率平均大于310W,最大功率320W,现研发单晶组件功率已达344W。
天合的PERC电池世界冠军效率为22.61%。天合光能量产P型双面PERC组件正面效率达到21.2%,背面效率为12.5%。双面PERC组件采用双玻封装,正面功率为283W至295W。
隆基乐叶单晶PERC电池最高效率达22.43%。双面单晶PERC电池效率正面在21.8%以上,背面做到17.8%左右,双面性接近80%。在未来的三到五年之内,单晶PERC电池的效率可以达到23.6%。
 
产能蓄势爆发
 
最初认为 PERC 将只限于几条高效率生产线的人发现自己错了。该技术正在成为新增产能与现存产能升级的平台。似乎每个单晶制造商的扩产都下注在PERC上,毫无疑问这也对单晶硅片起了推动作用。即使曾专注于多晶的全球硅片龙头企业GCL,也已经开始投产单晶硅片。
在光伏组件可作为高效率优质产品出售的同时,投入PERC 制造的设备资本支出能被快速摊销,每瓦的制造成本也将降低。台湾新日光能源(NSP)转向单晶的背后也隐藏着类似的原因。台湾的旭泓全球光电(Sunrise Global)、韩华QCells和 REC 是最早在量产中采用PERC 技术的公司。隆基乐叶是 PERC 俱乐部的一位新成员,最近投入生产 PERC 电池,拥有1.1 GW的产能。
《PERC电池专刊2017》预估,截至 2016 年底,PERC 产线全球装机产能约13.4 GW,基于许多工厂还在安装试机阶段,我们估计2016 年实际产量约为7.9 GW。PERC 的产能扩张仍在继续,到2017年底将达到接近20 GW的产线装机容量,届时 PERC 电池产量将达到约14 GW。

图标来源: 《PERC电池专刊2017》
 
潜力如何挖掘?

中国科学院微电子研究所主任贾锐认为,PERC电池器件结构的设计,对电子和空穴的输运有着显著的影响。合理电池结构的设计可以有效的提升效率,并且降低工艺的成本。PERC电池效率的提升需要降低电子和空穴的输运损失、光学损失和复合损失。
中国科学院电工研究所太阳电池研究部主任王文静研究认为,单晶PERC电池的衰减高于单晶BSF电池,其原因主要是由于B-O对导致的,目前已经通过光照退火成功抑制。多晶PERC电池的衰减表现为与温度相关的LeTID,其原因仍不明朗,但是似乎与多晶硅中过多的金属离子有关。目前已经找到抑制LeTID的途径,包括高温、高光强辐照,但是其大规模应用还具有挑战性。
武汉帝尔激光科技股份有限公司董事长李志刚也认为,PERC电池衰减的问题,曾经困扰光伏产业相当长的时间,现在正慢慢得到解决。用激光的方式来修复单晶PERC电池,效率会得到0.1%左右的提升。在20个小时之后,衰减就比较平缓,激光处理后的光衰幅度会很低,大部分在0.5%的水平。但是在多晶部分,目前还没有非常理想的解决方案,主要受硅片材料影响,光衰后效率分布差异较大,激光处理后光衰在0.5%-2%,正在开发新激光方案来进一步改善处理效果。
 
双面PERC的加入
 
2017年初,天合、隆基乐叶、晶澳均推出了双面双玻PERC组件,天合报道了290W(60片电池)左右的组件功率和68%的组件双面率;隆基乐叶更实现了300W左右的组件功率和75%的组件双面率;晶澳也在SNEC上展示了295W(60片)和350W(72片)的产品。


目前,相关产品经过一定时间的户外实证,确实表现出可观的发电增益:
天合光能的双面组件在17年2~4月在草地、沙地和白板的地面反射条件下相对常规组件可分别多发电5.2%、10.79%、21.9%;配合跟踪支架则多发电结果变为10.57%、24.42%、33.2%。发现双面PERC组件配合跟踪支架可实现1+1>2的效果。
隆基乐叶在草和土的混合地面条件下,在组件安装高度1.3米时,在17年5~6月双面PERC组件相对常规单晶多发电比例为12%。而在库布奇336kW的客户项目中,双面组件配合跟踪支架在6~8月实现了40%左右的发电量提升(相对常规多晶)。

 

因此,我们预计双面PERC技术将促使PERC技术更快得替换传统BSF电池,并使得单晶路线获得对于多晶路线的极大优势。