骨干企业单晶PERC光衰已不是问题,且发电量更具优势

光致衰减(LightInducedDegradation,LID)是指光伏电池及组件在光照过程中引起的功率衰减现象。一般认为,P型(掺硼)单晶太阳电池光致衰减的主要原因,是在硅材料中必须硼和氧同时存在的情况下,光照或电流注入导致硼和氧形成硼氧(B-O)复合体。硼氧复合体是一种亚稳态缺陷,形成了复合中
Admin     2018-11-17 21:07:01
  光致衰减(LightInducedDegradation,LID)是指光伏电池及组件在光照过程中引起的功率衰减现象。一般认为,P型(掺硼)单晶太阳电池光致衰减的主要原因,是在硅材料中必须硼和氧同时存在的情况下,光照或电流注入导致硼和氧形成硼氧(B-O)复合体。硼氧复合体是一种亚稳态缺陷,形成了复合中心,从而降低了少数载流子寿命。
  一直以来,单晶的高效、高可靠、长期衰减低等优势已得到认可。但是P型单晶由于硼氧复合体的原因,最初2-3个月会出现光致衰减达到峰值,即初始光衰(LID)现象。多晶电池因氧含量相对较低,硼氧衰减不明显,LID以金属杂质引起的衰减为主,首年逐渐衰减,没有明显的恢复现象。综合来看,单、多晶组件结束时衰减相似,但初始光衰现象并没有让单晶发电性能发挥得淋漓尽致。
  专家介绍,PERC电池相较于BSF电池的光衰更高,尤其是多晶PERC电池,光衰较常规多晶电池高6~10%左右。单晶PERC电池的衰减主要与B-O缺陷对有关,通过降低硅片中的氧含量,采用掺Ga代替掺B以及光注入/电注入退火可有效控制这部分光致衰减。而多晶PERC的光致衰减还未研究清楚可能与多晶硅中更高的金属杂质含量有关。
  据中科院王文静介绍,目前多晶PERC已经找到抑制LeTID的途径,包括高温、高光强辐照,以及电注入等技术工艺,但是其大规模应用还具有挑战性。PERC电池对硅片质量提出了更高的要求,多晶硅在这种电池中目前处于劣势状态。但是,研究光衰的脚步,企业未曾停止,不少骨干企业都有自己的解决方案。
  早在几年前,隆基乐叶就宣布公开单晶低衰减技术--LIR(光致再生)技术。据了解,LIR技术可以完美解决P型单晶LID现象,由新南威尔士大学与隆基乐叶合作进行了技术研究和该技术的产业化开发。隆基乐叶也公开承诺,PERC单晶组件首年衰减小于2%。
  实验数据显示,通过对于衰减的控制,帮助光伏电站在系统端累计提高1%左右的发电收益,对于投资收益率影响十分显著。使用LIR技术的隆基乐叶单晶组件通过了2015年3月到2016年3月一整年在CTC(中国建材检验认证集团股份有限公司)光伏产品海南实证基地的户外测试。在全国31家被抽检光伏企业、32种组件规格型号(包含单、多晶)中衰减最低,名列第一。

  根据实验,组件实际曝晒时间约14个月,位于海洋性气候区域,这对组件可靠性有很大考验,隆基乐叶单晶PERC组件凭借抗光衰优势,实际衰减约1.99%,较常规组件明显具备优势。假定组件衰减均为线性,则扣除低衰减优势后,该单晶PERC组件的发电增益约2.5~3%。

  在发电量方面,单晶PERC表现更为突出。在晶澳装机容量为50MW大同领跑者项目来说,对比组件选择JAM6-60-290/PR(PERC单晶290W)与JAP6-60-270/4BB(常规多晶270W)。从2016年9月到2017年8月的发电量数据可知,PERC单晶组件实际发电量比常规多晶组件发电量高2.9%左右,这同理论研究和实验室数据基本一致。

  中科院光伏检测中心刘海涛也表示,数据显示,单晶PERC显示出发电性能优势。据他介绍,2016年10月到2017年4月份,在青海共和实证基地,对一些组件进行了研究。户外测试结果显示: 单晶PERC组件显示优秀的发电性能优势。从发电量差异比率来看,当单晶完成衰减恢复后,发电量优势呈现急速回升态势。

  总而言之,在同样的材料质量、工艺水平和安装条件下,影响电站每千瓦装机实际发电量的因素,除了光衰之外,还有温度、光照强度等等,国内从事单晶和多晶发电量比较的机构不在少数。实证数据已经显示出,在超过1年的运营期后,每千瓦PERC单晶发电量比同等条件下的多晶电站具有明显优势。






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