骨干企業單晶PERC光衰已不是問題,且發電量更具優勢

光致衰減(LightInducedDegradation,LID)是指光伏電池及組件在光照過程中引起的功率衰減現象。一般認為,P型(摻硼)單晶太陽電池光致衰減的主要原因,是在硅材料中必須硼和氧同時存在的情況下,光照或電流注入導致硼和氧形成硼氧(B-O)復合體。硼氧復合體是一種亞穩態缺陷,形成了復合中
Admin     2018-11-17 21:07:01
  光致衰減(LightInducedDegradation,LID)是指光伏電池及組件在光照過程中引起的功率衰減現象。一般認為,P型(摻硼)單晶太陽電池光致衰減的主要原因,是在硅材料中必須硼和氧同時存在的情況下,光照或電流注入導致硼和氧形成硼氧(B-O)復合體。硼氧復合體是一種亞穩態缺陷,形成了復合中心,從而降低了少數載流子壽命。
  一直以來,單晶的高效、高可靠、長期衰減低等優勢已得到認可。但是P型單晶由于硼氧復合體的原因,最初2-3個月會出現光致衰減達到峰值,即初始光衰(LID)現象。多晶電池因氧含量相對較低,硼氧衰減不明顯,LID以金屬雜質引起的衰減為主,首年逐漸衰減,沒有明顯的恢復現象。綜合來看,單、多晶組件結束時衰減相似,但初始光衰現象并沒有讓單晶發電性能發揮得淋漓盡致。
  專家介紹,PERC電池相較于BSF電池的光衰更高,尤其是多晶PERC電池,光衰較常規多晶電池高6~10%左右。單晶PERC電池的衰減主要與B-O缺陷對有關,通過降低硅片中的氧含量,采用摻Ga代替摻B以及光注入/電注入退火可有效控制這部分光致衰減。而多晶PERC的光致衰減還未研究清楚可能與多晶硅中更高的金屬雜質含量有關。
  據中科院王文靜介紹,目前多晶PERC已經找到抑制LeTID的途徑,包括高溫、高光強輻照,以及電注入等技術工藝,但是其大規模應用還具有挑戰性。PERC電池對硅片質量提出了更高的要求,多晶硅在這種電池中目前處于劣勢狀態。但是,研究光衰的腳步,企業未曾停止,不少骨干企業都有自己的解決方案。
  早在幾年前,隆基樂葉就宣布公開單晶低衰減技術--LIR(光致再生)技術。據了解,LIR技術可以完美解決P型單晶LID現象,由新南威爾士大學與隆基樂葉合作進行了技術研究和該技術的產業化開發。隆基樂葉也公開承諾,PERC單晶組件首年衰減小于2%。
  實驗數據顯示,通過對于衰減的控制,幫助光伏電站在系統端累計提高1%左右的發電收益,對于投資收益率影響十分顯著。使用LIR技術的隆基樂葉單晶組件通過了2015年3月到2016年3月一整年在CTC(中國建材檢驗認證集團股份有限公司)光伏產品海南實證基地的戶外測試。在全國31家被抽檢光伏企業、32種組件規格型號(包含單、多晶)中衰減最低,名列第一。

  根據實驗,組件實際曝曬時間約14個月,位于海洋性氣候區域,這對組件可靠性有很大考驗,隆基樂葉單晶PERC組件憑借抗光衰優勢,實際衰減約1.99%,較常規組件明顯具備優勢。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%。

  在發電量方面,單晶PERC表現更為突出。在晶澳裝機容量為50MW大同領跑者項目來說,對比組件選擇JAM6-60-290/PR(PERC單晶290W)與JAP6-60-270/4BB(常規多晶270W)。從2016年9月到2017年8月的發電量數據可知,PERC單晶組件實際發電量比常規多晶組件發電量高2.9%左右,這同理論研究和實驗室數據基本一致。

  中科院光伏檢測中心劉海濤也表示,數據顯示,單晶PERC顯示出發電性能優勢。據他介紹,2016年10月到2017年4月份,在青海共和實證基地,對一些組件進行了研究。戶外測試結果顯示:單晶PERC組件顯示優秀的發電性能優勢。從發電量差異比率來看,當單晶完成衰減恢復后,發電量優勢呈現急速回升態勢。

  總而言之,在同樣的材料質量、工藝水平和安裝條件下,影響電站每千瓦裝機實際發電量的因素,除了光衰之外,還有溫度、光照強度等等,國內從事單晶和多晶發電量比較的機構不在少數。實證數據已經顯示出,在超過1年的運營期后,每千瓦PERC單晶發電量比同等條件下的多晶電站具有明顯優勢。






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