9月在比利時舉行的2018年度PVSEC會議上,德國FraunhoferCSP(弗勞恩霍夫光伏晶硅研究中心)的七位科研人員,共同發布一份研究報告Benchmarking
lightand elevated induced
degradation,LETID。此次用于測試的組件都是Fraunhofer的研究人員在市場上隨機采購的,不是通常企業為測試而專門制作的那種“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。
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。
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。
R.Gottschalg, Fraunhofer CSP, 35th EUPVSEC, 2018
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,光衰全部小于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。
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。
為什么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硅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于硅片的含氧量。硅片的含氧量越高,光衰減就越大。多晶硅片氧含量少于單晶。
多晶硅片的氧含量遠低于單晶,從而導致光衰的‘硼氧’對缺陷濃度遠低于單晶,因此常規多晶組件光衰小于單晶,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%,因此對于注重收益率的大中型電站來說,幾乎無一例外地采用多晶組件。
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的制造過程中,必須采取電池抗光衰處理。常見的抗光衰處理措施是通過硅片摻雜方式變更、電池制程優化、電池片氫鈍化等。
另一個誤解的重要原因在于,目前光衰測試條件過于寬松,沒有考慮高溫對硅片衰減的影響,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%。
那么多晶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,并計劃在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<1%,組件發電量表現非常優秀。
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士大學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。
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. 晶硅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,并用科學的數據來檢驗這些新技術對單、多晶組件的效果。