一、概述

繼中國電器院17年的兩篇單晶PERC組件多發電實證文章以來，業內對單晶PERC組件的發電能力有一定認識，但也存在著一定的疑問，因此本文希望更全面、細致的討論此問題，為大家撥開迷霧。

單晶PERC在常規單晶基礎上加入了背面鈍化膜，減少了電池背面電子和空穴的復合;顯著提高了對1000~1200nm波段近紅外光的利用率，因此顯著提高了電池效率，目前領先企業5柵PERC電池量產效率可達~22%，60片電池的組件常規封裝即可實現310W功率。在電池效率提高的同時，光伏組件的

1)弱光發電能力提高，

2)功率溫度系數值降低，

3)工作溫度降低，因此具有更佳的發電表現，其中弱光發電能力提高又有

a)低光強時組件相對轉換效率提高與

b)PERC組件對近紅外光轉換效率更高兩層原因。

如以下韓華公司的宣傳的示意圖，單晶PERC組件更高的功率與更好的發電能力會使其全天的功率輸出曲線與常規多晶表現出明顯不同。

發電能力的驗證上，因為大規模電站占地較大，兩種組件功率公差、輻照、地形、運維、故障情況的不一致會干擾對組件本身發電能力的評價，因此使用小容量系統可以排除干擾因素更客觀的反映不同組件的發電能力。本文會結合小系統與模擬做一些細節討論。尤其需要注意的是，組件的衰減對發電的結果有很大的影響，不同企業在PERC組件的光衰控制水平上有所不同，因此實證結果宜結合組件衰減情況一起考慮。初始光衰控制不好的產品在單Wp發電能力上甚至會低于常規組件。

二、 單塊組件的發電實證

使用IV多通道測試儀可以方便的測試單塊組件的發電情況，測試原理與組串逆變器類似，根據每分鐘的功率得到組件的直流側發電量，數據的參考價值優于使用微型逆變器。以下實證即采用IV多通道測試儀(Daystar MT-3200)研究了295Wp單晶PERC組件與270Wp常規多晶的發電能力，每種組件各兩塊接入不同通道(相互對照可確保數據可靠性)。發電量取兩塊組件的平均值，單Wp發電能力采用實測功率進行計算。單晶PERC組件來自隆基樂葉公司，為低光衰產品，承諾首年衰減低于2%，避免實證中PERC組件光衰過高的風險。

以下為晴朗天氣下兩種組件單日(2017年9月18日)功率輸出情況(W/Wp)的對比，統計時間8:00~16:00，因現場空間有限，該時間段以外存在前后排的陰影遮擋。可發現單晶PERC全天內單Wp功率輸出均高于多晶組件，早8點~9點，下午15~16點發電增益4~5%，10~14點發電增益2~3%，全天平均增益3.2%，如無陣列遮擋的話預計早、晚的發電增益會更高。該結果明顯體現出兩種組件在弱光下的發電差異，而溫度相關因素導致的中午與早晚發電差異在泰州這樣的地區相較下不明顯。這種早晚發電增益高的特性使得單晶PERC組件在匹配逆變器方面無需與常規組件區別處理。

18年6月的整月的發電情況可以體現出類似的結果，月均增益3.65%。在陰天、雨天，由于光強較弱且光譜中紅外占比提高，單晶PERC組件的發電增益可達5%左右，且體現出輻照值越低，發電增益越高的趨勢。

2017年9月至2018年6月10個月的統計中，單晶PERC組件所體現出的發電增益與單日、單月的增益基本一致，多發電優勢非常穩定，印證該組件沒有發生明顯的衰減。

三、 三亞小型并網系統全年發電結果

中國電器院的三亞海洋性氣候實證基地的實證結果自之前的兩篇報道后，也于2017年9月底完成了 1年的實證，全年的發電統計如下，隆基樂葉低衰單晶PERC組件相對多晶1增益4.07%，相對多晶2增益2.93%，兩種多晶來自不同的一線制造商。所有組件在投樣前均在第三方機構測試了初始功率并采用該功率值計算比發電量，保障了公平性(尤其多晶2的8塊組件功率有~5W的正公差)。

1年期的實證結束后，中國電器院對組件功率再次進行了測試以評估組件衰減，組件實際曝曬時間約14個月，三種組件的衰減情況如下表(多晶組件給出平均值，省略了每塊組件的信息)，可見在三亞這種海洋性氣候條件(實證基地位于海邊)是對組件可靠性的很大考驗，隆基樂葉單晶PERC組件由于抗光衰優勢，實際衰減1.99%，明顯低于多晶13.77%與多晶2的2.77%。假定組件衰減均為線性，則扣除低衰減優勢后，該單晶PERC組件的發電增益約2.5~3%。

組件工作溫度的情況統計如下(使用了6個溫度采集點)，平均溫度為在全天發電中占比高的10:00~14:00時段的組件平均溫度，最高溫為當月每日最高溫度的均值，結果顯示，單晶PERC組件平均工作溫度比多晶2低接近2oC，最高溫度差的均值高于2.5 oC。

四、 PVsyst發電模擬結果對比

TüV萊茵的質勝中國評比為我們提供了公平的發電模擬對比，因參賽組件的panfile均由TüV萊茵測試，而測試的組件也由其從產線上抽取。結果顯示，單晶組第一名相比多晶組第一名多發電1.8%左右，模擬結果相對實證結果略有低估。

筆者使用PVsyst模擬了單晶PERC組件與常規多晶組件的晴朗天氣下的日發電情況 (4月1日)，增益曲線與第1部分的泰州實證數據相似，全天的發電增益為1.5%，同樣低于實證結果。

PVsyst軟件已經考慮到了不同組件的功率溫度系數與低輻照下相對轉換效率的差異，因此模擬結果低于實證結果的原因應為兩方面：1. PVsyst模擬結果無法體現出單晶PERC組件在紅外波段的發電優勢，2. PVsyst內置的組件工作溫度模型低估了單晶PERC組件與多晶組件的工作溫度差。以下右圖展示了模擬的晴朗天氣下三亞單日工作溫度情況，模擬的工作溫度差~0.3oC。

五、 單晶PERC組件的產品價值

通過光伏電站收益率測算的EXCEL工具即可計算單晶PERC組件相對常規多晶組件的產品價值，計算邏輯是給定多晶組件的價格，計算相同電站收益率時單晶PERC組件的價格。如下表條件下，設定BOS成本分別為2.3元/W(單晶PERC 310W)和2.5元/W(多晶275W)，考慮低衰單晶PERC組件相對常規多晶多發電3%。計算得全投資收益8.4%時，單晶PERC組件可多賣0.43元/W，扣除BOS成本差后，得到的0.23元/W就是單晶PERC組件多發電與用地節省帶來的產品價值。

單晶PERC組件的更高功率與更多發電均可以節省度電系統投資，而光伏系統投資中組件以外的土地成本、人力成本、設備成本等已很難有下降空間，因此未來隨著組件成本下降，單晶PERC組件所節省的系統成本將顯得越發明顯，PERC產品將成為市場主力。