常州天合光能有限公司电池技术专家
王永谦博士
光伏组件制造业一线厂家基本上都已经开始布局PERC电池的产业化。PERC电池技术可以看作是在原有单、多晶普通电池生产线基础上的技术升级,它可以在最大限度的保留原有生产设备的同时,通过有限的工艺环节及配套设备的增加和改进来显著提升电池产品的性能,代表着目前行业电池技术发展的主流,对绝大多数的光伏电池组件制造企业来说应该是个必然的选择。
天合公司早在2010年就开始了PERC电池相关的研发工作,积累了丰富经验,在设备选型评估工艺调试等方面,做出了许多面向产业化的开创性的工作,并且连续多次创造了PERC电池光电转换效率的世界纪录。为PERC电池在行业里的推广,起到了引领的作用。
与此同时,公司也较早布局了PERC电池的中试和生产,目前PERC电池的产能已达800MW,并且仍在继续补充和增加产能,计划将现有电池产线的绝大多数产能升级为PERC电池产能。
天合公司生产的PERC电池有单面和双面两种,这两种产品均同时具备技术先进性和产品可靠性的特色和优势。与N型基底为基础的N型PERT、HJT、IBC等高效电池相比,PERC电池技术的显著优势是制造成本低、技术相对成熟,易于批量生产;劣势是PERC电池的转换效率与这些N型的高效电池相比,存在不同程度的差距。
在提高效率方面,PERC单晶比PERC多晶具有更多优势,并且PERC多晶的光致衰减(LID)问题比PERC单晶的复杂得多,其针对性的解决方案尚未实现在整个行业普及,因此目前PERC电池的产能大部分仍集中在单晶方面。相信未来随着PERC多晶LID问题的彻底和普遍解决,结合湿法黑硅的成熟应用,成本会有一定优势,其产能的布局也会追赶上来。
与目前普通类型的电池相比,PERC单晶电池的弱光发电性能较好。举例来说,就常州地区的情况,经实地测试,PERC单晶电池/组件全年发电量高出普通单、多电池/组件发电量约1~2个百分点。
另外,PERC电池还可以制作成双面发电的类型,综合发电量比普通电池优势更加明显。
总体来看,PERC电池具有很好的发展前景,至少在未来五年的时间内,都会是规模扩张最快的电池技术。PERC双面电池可用于地面反光状况较好的场合、水面、以及垂直安装等多种应用场合,在N型PERT或HJT双面电池的产能尚未大规模建立起来之前,PERC电池在双面电池市场上占有举足轻重的地位的。
(常州天合光能有限公司副总裁冯志强博士对此持有相同的意见。)
晶澳太阳能控股有限公司
技术经理孙杰
随着成本降低、效率提升以及中国光伏领跑者项目的驱动,2015年PERC电池实现大规模产业化,尤其是提效明显、工艺成熟且性能稳定的PERC单晶电池,根据研究机构EnergyTrend的预测,到2017年年底全球PERC电池产能将达到25GW,目前tier1组件厂家如晶科、阿特斯、天合光能、晶澳、韩华、隆基乐叶以及SolarWorld均在PERC技术上做了重点布局,另外一些二线组件厂家也加大了PERC产品的投入。
从整个行业PERC产品的布局来看,高效产品尤其是高性价比的PERC产品,在未来3~5年将会是制造端和应用端最青睐的高效光伏产品。
目前,可产业化的高效电池主要包括PERC电池、N型双面电池、HIT电池和IBC电池等。PERC电池通过背钝化技术降低背表面少子复合速率,可有效提升电池转换效率,单晶PERC电池效率为21.1%~21.6%,同时由于生产工艺相对简单(仅仅增加了两道工序:Al2O3背钝化和激光划线),产线易于改造,因此成本相对较低,绝大多数主流制造厂已经重点布局或计划布局PERC技术;N型双面电池一般采用BBr3携源扩散、旋涂硼源&扩散工艺或者离子注入&退火工艺等路线,电池正面效率21.0%~21.5%,工艺较复杂、成本相对较高,代表厂家有中来和英利;HIT电池采用本征非晶硅进行钝化,电池效率23%~24%,但是成本较高,代表厂家有日本的松下;IBC电池采用背接触技术,电池效率24%~25%,成本非常高,代表厂家有美国的SunPower。PERC电池最大的优势是技术成熟、成本可控,但是电池效率以及效率提升空间相比于HIT和IBC电池略低。
在发电量方面,PERC电池表现更为突出。
拿晶澳大同领跑者项目来说,
装机容量:50MW
组件类型:JAM6-60-290/PR(PERC单晶290W)
JAP6-60-270/4BB(常规多晶270W)
从2016年9月到2017年8月,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。
在黄河晨阳共和100MW光伏项目中,
组件类型:P型PERC双面组件355W
常规单晶组件335W
相比于常规单晶,P型PERC双面组件发电量增益为10%左右。
PERC技术是目前最成熟、产业化程度最高的高效电池技术。P型PERC单面组件自从2015年大规模进入市场后,据不完全统计,截止目前为止全球累积出货量已经超过10GW。
P型PERC双面组件作为单面组件的升级版,2017年正式进入市场,目前已经有足够的应用端数据表明此类组件具有非常突出的发电优势:1)固定轴安装,不同安装场景下,发电量增益为3%~15%;2)跟踪系统,不同安装场景下,发电量增益可高达28%~46%。
从成本角度讲,相比于PERC单面产品,PERC双面产品仅在电池的丝网印刷工序做了调整和优化,因此成本基本同PERC单面产品。相比于常规单/多晶以及PERC单晶,P型PERC双面组件可有效降低光伏电站的LCOE,以10%发电增益的双面组件为例,LCOE可降低0.05元/kWh以上,因此双面产品可加速推动光伏发电平价上网。
个人认为,2~3年内,PERC技术应该很难受到其他高效技术的冲击,尤其是双面PERC产品,在经历1年左右应用端的验证后,2018年下半年将会大规模进行市场。
来源:摩尔光伏