什麼?單晶PERC衰減竟然比多晶PERC高?!

2020-11-23 騰訊網

9月在比利時舉行的2018年度PVSEC會議上,德國Fraunhofer CSP(弗勞恩霍夫光伏晶矽研究中心)的七位科研人員,共同發布一份研究報告Benchmarking lightand elevated induced degradation,LETID。報告詳細介紹了單多晶PERC組件的LeTID,即『光照和高溫導致的衰減』測試結果。報告結果顯示,單晶PERC組件光衰平均超出多晶PERC組件1.7%以上

此次用於測試的組件都是Fraunhofer的研究人員在市場上隨機採購的,不是通常企業為測試而專門製作的那種「golden」樣件。可以說,選中測試的組件代表了市場上流通組件的普遍特性。

他們共挑選了6個不同品牌的單晶PERC組件和3個不同品牌的多晶PERC組件。每一類品牌的組件,各選購兩件,共9對組件,18件樣品。

在相同加嚴測試條件下,他們對18件樣品(每組2件,共9組)進行了衰減測試。測試結果表明,3組多晶PERC的6件樣品,光衰全部小於2%, 其中1組幾乎沒有衰減;而6組單晶PERC的12件樣品中,組件最大衰減超過6%。多晶平均衰減 0.9%左右,單晶平均衰減 2.6%左右。單晶PERC組件光衰平均超出多晶PERC組件1.7%以上

R.Gottschalg,Fraunhofer CSP, 35th EUPVSEC, 2018

這個結果讓光伏界的吃瓜群眾們有些震驚。不是說單晶PERC解決了單晶的光致衰減問題,要全面取代多晶了嗎?

或許有人會問,Fraunhofer太陽能研究所的結果可信嗎?

根據百度搜索結果,Fraunhofer太陽能研究所,1986年在德國成立,是目前歐洲最大的太陽能測試中心,共有1200名員工。截止2016年底,該研究所共有123名博士,是全球重量級的光伏測試中心。Fraunhofer被很多客戶指定為權威可信的第三方組件測試機構,其測試結果是很多組件性能糾紛的終極評判依據。

此次權威的Fraunhofer報告顯示,單晶先天不足的衰減問題,並沒有因為採用了PERC技術,就想當然的得到解決,18件組件測試結果顯示單晶PERC組件平均衰減比多晶PERC組件高1.7%以上。

為什麼PERC技術沒有真正解決單晶嚴重的衰減問題呢?

常規單晶的衰減是單晶矽材料先天性缺陷導致的。

單晶的先天特性是由其半導體物理特性決定的。

光衰減的因子之一在於矽片的含氧量。矽片的含氧量越高,光衰減就越大。多晶矽片氧含量少於單晶。

多晶矽片的氧含量遠低於單晶,從而導致光衰的『硼氧』對缺陷濃度遠低於單晶,因此常規多晶組件光衰小於單晶,這已是行業共識。這體現在幾乎所有廠商的多晶組件首年衰減質保都要較單晶低≥0.5%,因此對於注重收益率的大中型電站來說,幾乎無一例外地採用多晶組件。

多晶PERC光衰風險低於單晶PERC

2018年光伏進入PERC全面導入時代,有些人認為單晶的光衰風險因此解除了。

這完全是誤解!

PERC技術在提升電池效率和組件功率的同時,光衰的風險也大幅度增加。因此在單晶PERC和多晶PERC的製造過程中,必須採取電池抗光衰處理。常見的抗光衰處理措施是通過矽片摻雜方式變更、電池製程優化、電池片氫鈍化等。

另一個誤解的重要原因在於,目前光衰測試條件過於寬鬆,沒有考慮高溫對矽片衰減的影響,從而低估了單晶PERC的光衰風險。

正如Fraunhofer報告的那樣:在光照和溫度的共同作用下,單晶PERC衰減幅度大,最高達6%。

那麼多晶PERC組件的光衰表現如何?

阿特斯的研發團隊對多晶PERC的衰減機理和抗光衰處理措施進行了5年以上的深入研究,對材料、工藝、設備和衰減的測試方法方面,積累了很多經驗和教訓,也自主研發了抗光衰問題的技術和工藝。阿特斯在2018年實現了GW級的低光衰多晶PERC電池和組件的量產,並計劃在2019年初,實現所有多晶產品PERC化

我們室外組件測試監控數據顯示,阿特斯多晶PERC組件的光衰比我們常規多晶組件還要低,長時間光衰均值

為了多方驗證阿特斯多晶PERC組件光衰減的結果,我們也把多晶PERC電池送到澳大利亞新南威爾斯大學UNSW測試。UNSW的光衰測試是在加嚴的條件下進行的:1000W/m2,75℃,200小時。在這種加嚴條件下,阿特斯多晶PERC電池光衰均值不到2%。UNSW氫鈍化項目負責人Abbott Malcolm博士說:這是UNSW測試過的所有多晶PERC電池中光衰表現最低的。

UNSW和Fraunhofer的測試結果再次證明了阿特斯多晶PERC產品衰減很低,比常規多晶或單晶PERC更有LCOE優勢。

光伏行業已進入技術碾壓市場的時代。阿特斯的技術創新,給市場帶來了高效、高品質的組件產品,真正可以做到「少花錢,多發電」!

總結和建議

1.單晶、多晶,本是兄弟,各有千秋。

2.Fraunhofer研究結果顯示:多晶PERC光伏組件比單晶PERC光衰更低。

3.光伏業應立即出臺新的標準,電池片和組件光衰測試不能只考慮光照導致的衰減,必須加嚴測試條件,同時考慮『光照和高溫導致的衰減』。

4.晶矽PERC技術發展,需要推廣摻鎵、光注入退火、電注入退火等新技術,並用科學的數據來檢驗這些新技術對單、多晶組件的效果。

本文來源阿特斯。轉發僅為讀者參考信息之用。

由亞化諮詢主辦的第三屆N型晶矽電池與鈍化接觸技術論壇將於2018年12月6-7日江蘇常州召開。來自KANEKA、IMEC、ECN、天合、通威、晶澳、晉能、林洋、隆基、中科院電工所、梅耶博格、Von Ardenne、美科設備、捷佳創、PVInfoLink等的專家將參會並作重要報告,重點探討N型高效電池技術及發展方向。

亞化諮詢已推出《中國光伏產業鏈年度系列報告2018》,包括以下5個模塊:

1. 《中國太陽電池導電漿料年度報告2018》

2. 《中國PERC太陽電池年度報告2018》

3. 《中國高效組件技術年度報告2018》

4. 《中國金剛線切割與黑矽技術年度報告2018》

5. 《中國N型高效電池年度報告2018》

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