常州天合光能有限公司電池技術專家
王永謙博士
光伏組件制造業(yè)一線廠家基本上都已經(jīng)開始布局PERC電池的產(chǎn)業(yè)化。PERC電池技術可以看作是在原有單、多晶普通電池生產(chǎn)線基礎上的技術升級,它可以在最大限度的保留原有生產(chǎn)設備的同時,通過有限的工藝環(huán)節(jié)及配套設備的增加和改進來顯著提升電池產(chǎn)品的性能,代表著目前行業(yè)電池技術發(fā)展的主流,對絕大多數(shù)的光伏電池組件制造企業(yè)來說應該是個必然的選擇。
天合公司早在2010年就開始了PERC電池相關的研發(fā)工作,積累了豐富經(jīng)驗,在設備選型評估工藝調(diào)試等方面,做出了許多面向產(chǎn)業(yè)化的開創(chuàng)性的工作,并且連續(xù)多次創(chuàng)造了PERC電池光電轉(zhuǎn)換效率的世界紀錄。為PERC電池在行業(yè)里的推廣,起到了引領的作用。
與此同時,公司也較早布局了PERC電池的中試和生產(chǎn),目前PERC電池的產(chǎn)能已達800MW,并且仍在繼續(xù)補充和增加產(chǎn)能,計劃將現(xiàn)有電池產(chǎn)線的絕大多數(shù)產(chǎn)能升級為PERC電池產(chǎn)能。
天合公司生產(chǎn)的PERC電池有單面和雙面兩種,這兩種產(chǎn)品均同時具備技術先進性和產(chǎn)品可靠性的特色和優(yōu)勢。與N型基底為基礎的N型PERT、HJT、IBC等高效電池相比,PERC電池技術的顯著優(yōu)勢是制造成本低、技術相對成熟,易于批量生產(chǎn);劣勢是PERC電池的轉(zhuǎn)換效率與這些N型的高效電池相比,存在不同程度的差距。
在提高效率方面,PERC單晶比PERC多晶具有更多優(yōu)勢,并且PERC多晶的光致衰減(LID)問題比PERC單晶的復雜得多,其針對性的解決方案尚未實現(xiàn)在整個行業(yè)普及,因此目前PERC電池的產(chǎn)能大部分仍集中在單晶方面。相信未來隨著PERC多晶LID問題的徹底和普遍解決,結(jié)合濕法黑硅的成熟應用,成本會有一定優(yōu)勢,其產(chǎn)能的布局也會追趕上來。
與目前普通類型的電池相比,PERC單晶電池的弱光發(fā)電性能較好。舉例來說,就常州地區(qū)的情況,經(jīng)實地測試,PERC單晶電池/組件全年發(fā)電量高出普通單、多電池/組件發(fā)電量約1~2個百分點。
另外,PERC電池還可以制作成雙面發(fā)電的類型,綜合發(fā)電量比普通電池優(yōu)勢更加明顯。
總體來看,PERC電池具有很好的發(fā)展前景,至少在未來五年的時間內(nèi),都會是規(guī)模擴張最快的電池技術。PERC雙面電池可用于地面反光狀況較好的場合、水面、以及垂直安裝等多種應用場合,在N型PERT或HJT雙面電池的產(chǎn)能尚未大規(guī)模建立起來之前,PERC電池在雙面電池市場上占有舉足輕重的地位的。
(常州天合光能有限公司副總裁馮志強博士對此持有相同的意見。)
晶澳太陽能控股有限公司
技術經(jīng)理孫杰
隨著成本降低、效率提升以及中國光伏領跑者項目的驅(qū)動,2015年PERC電池實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,尤其是提效明顯、工藝成熟且性能穩(wěn)定的PERC單晶電池,根據(jù)研究機構(gòu)EnergyTrend的預測,到2017年年底全球PERC電池產(chǎn)能將達到25GW,目前tier1組件廠家如晶科、阿特斯、天合光能、晶澳、韓華、隆基樂葉以及SolarWorld均在PERC技術上做了重點布局,另外一些二線組件廠家也加大了PERC產(chǎn)品的投入。
從整個行業(yè)PERC產(chǎn)品的布局來看,高效產(chǎn)品尤其是高性價比的PERC產(chǎn)品,在未來3~5年將會是制造端和應用端最青睞的高效光伏產(chǎn)品。
目前,可產(chǎn)業(yè)化的高效電池主要包括PERC電池、N型雙面電池、HIT電池和IBC電池等。PERC電池通過背鈍化技術降低背表面少子復合速率,可有效提升電池轉(zhuǎn)換效率,單晶PERC電池效率為21.1%~21.6%,同時由于生產(chǎn)工藝相對簡單(僅僅增加了兩道工序:Al2O3背鈍化和激光劃線),產(chǎn)線易于改造,因此成本相對較低,絕大多數(shù)主流制造廠已經(jīng)重點布局或計劃布局PERC技術;N型雙面電池一般采用BBr3攜源擴散、旋涂硼源&擴散工藝或者離子注入&退火工藝等路線,電池正面效率21.0%~21.5%,工藝較復雜、成本相對較高,代表廠家有中來和英利;HIT電池采用本征非晶硅進行鈍化,電池效率23%~24%,但是成本較高,代表廠家有日本的松下;IBC電池采用背接觸技術,電池效率24%~25%,成本非常高,代表廠家有美國的SunPower。PERC電池最大的優(yōu)勢是技術成熟、成本可控,但是電池效率以及效率提升空間相比于HIT和IBC電池略低。
在發(fā)電量方面,PERC電池表現(xiàn)更為突出。
拿晶澳大同領跑者項目來說,
裝機容量:50MW
組件類型:JAM6-60-290/PR(PERC單晶290W)
JAP6-60-270/4BB(常規(guī)多晶270W)
從2016年9月到2017年8月,PERC單晶組件實際發(fā)電量比常規(guī)多晶組件發(fā)電量高2.9%左右,這同理論研究和實驗室數(shù)據(jù)基本一致。
在黃河晨陽共和100MW光伏項目中,
組件類型:P型PERC雙面組件355W
常規(guī)單晶組件335W
相比于常規(guī)單晶,P型PERC雙面組件發(fā)電量增益為10%左右。
PERC技術是目前最成熟、產(chǎn)業(yè)化程度最高的高效電池技術。P型PERC單面組件自從2015年大規(guī)模進入市場后,據(jù)不完全統(tǒng)計,截止目前為止全球累積出貨量已經(jīng)超過10GW。
P型PERC雙面組件作為單面組件的升級版,2017年正式進入市場,目前已經(jīng)有足夠的應用端數(shù)據(jù)表明此類組件具有非常突出的發(fā)電優(yōu)勢:1)固定軸安裝,不同安裝場景下,發(fā)電量增益為3%~15%;2)跟蹤系統(tǒng),不同安裝場景下,發(fā)電量增益可高達28%~46%。
從成本角度講,相比于PERC單面產(chǎn)品,PERC雙面產(chǎn)品僅在電池的絲網(wǎng)印刷工序做了調(diào)整和優(yōu)化,因此成本基本同PERC單面產(chǎn)品。相比于常規(guī)單/多晶以及PERC單晶,P型PERC雙面組件可有效降低光伏電站的LCOE,以10%發(fā)電增益的雙面組件為例,LCOE可降低0.05元/kWh以上,因此雙面產(chǎn)品可加速推動光伏發(fā)電平價上網(wǎng)。
個人認為,2~3年內(nèi),PERC技術應該很難受到其他高效技術的沖擊,尤其是雙面PERC產(chǎn)品,在經(jīng)歷1年左右應用端的驗證后,2018年下半年將會大規(guī)模進行市場。
來源:摩爾光伏