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亚化咨询:双面PERC叠加半片技术——高功率组件进阶之路

2018-06-12

以高效技术带动度电成本(LCOE)降低是光伏行业实现平价上网的重要举措。光伏组件作为光伏系统端发电的核心部件,持续提高组件效率是促成平价上网最直接、最有利的技术通道。近年来,为了提高光伏组件产品的竞争力,业内通过采用更高效的电池片、优化组件制造工艺、应用新型封装材料等,持续提升晶硅组件的输出功率,优化组件性能。


双面PERC已成为PERC技术的发展趋势


在高效电池技术上,PERC无疑是目前最具性价比的效率提升手段。与常规电池产线相比,PERC技术仅需增加背钝化和激光开槽工段,以及金属化工艺的适当配合,就能有效提升太阳电池转换效率。近半年来,PERC电池转换效率的世界纪录被不断刷新,展现了PERC强大的生命力。


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图1 单晶PERC太阳电池效率纪录



制造工艺的成熟和较低的资本投入使PERC电池产能易于扩张。据亚化咨询统计,截至2018年5月,全球PERC电池产能已达到46.8GW。2018年新建或升级的P型晶硅太阳电池产线,基本都将采用PERC技术。可见PERC正在成为太阳电池新一代的常规技术。


在此基础上,双面PERC正成为PERC技术发展的重要路线。PERC双面电池制造的常用技术是在PERC单面电池的基础上,改变PERC电池的印刷工艺,背面由全铝层改为局部铝层,因此背面的入射光可由未被铝层遮挡的区域进入电池,从而实现双面光电转换功能。


这样,在几乎不增加制造成本的情况下,双面PERC在系统端可实现10%-25%的发电增益,显著地降低了光伏系统的度电成本,极大地增强了PERC技术的竞争力与未来发展潜力。


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图2  第三批应用领跑者基地技术占比


据亚化咨询统计,在规模为5GW的第三批应用领跑者基地项目中,PERC中标量达3274MW,占比高达65%;其中单晶PERC中标占比约为90%,多晶PERC占比约为10%。此外,与以往领跑者项目不同的是,此次双面组件产品成为标的新宠儿。总中标量约为2.6GW,占比达52%,其中双面PERC中标量约为1.45GW,占比近30%。


双面PERC叠加半片技术,进一步提升组件性价比


为进一步扩大电池高转化效率带来的组件功率提升的优势,将PERC电池与高效组件技术结合是目前各大厂商升级PERC电池组件的重要方向。在提高组件输出功率的技术路径中,半片电池组件无疑是易于实现大规模量产和具备高性价比的高效产品。


半片电池组件即是指将常规的电池片对切后联接起来的技术。较之常规组件生产工艺流程,半片组件只需在串焊前将完整电池片采用激光一分为二,全程全自动裂片与传输,并对串焊机稍加改造,即可实现大规模量产。


据了解,半片电池组件具有以下特点:(1)电池片一分为二,可减少热阻损失,半片电池组件的输出功率比同版型整片电池组件高约5-10W;(2)半片电池组件的热斑温度比同版型整片电池组件的温度低约25℃,可有效降低组件的热斑效应;(3)半片电池组件满足1500V系统电压设计要求,可降低系统端成本约10%。


由于半片电池组件在大幅提升输出功率的同时,所增加的额外成本并不多,因此目前高功率半片电池组件正在实现规模化发展。在2018年的光伏展会上,半片电池组件已成为光伏组件制造商的必备展出产品。


韩华Q Cells在2月的东京国际光伏能源展(PV Expo)期间,首次在日本市场推出了主打产品Q.PEAK DUO。Q.PEAK DUO采用半切单晶PERC电池和六主栅电池互联,60片电池版型组件功率为315W -330W。


晶科能源推出的高效半片组件(HC)系列,采用的是全程全自动裂片与传输,可大规模适用于单晶、多晶、单晶PERC、多晶PERC组件,在额外成本增加有限情况下,让组件功率比同版型的常规组件高出5-10瓦。晶科能源60片多晶半片组件可量产主流功率档达到290W,单晶半片达到305W,单晶PERC半片更可高达330W。


表1 晶科2018SNEC半片组件产品

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在2018 SNEC期间,隆基乐叶重磅发布双面半片PERC组件新品——Hi-MO3。Hi-MO3通过采用半片技术,将电池片切半,使电池工作电流减半,有效降低组件的封装损失,组件功率平均提升5-10W。同时叠加双面技术,组件正面功率达到320W(60型),组件双面率大于75%。阴影遮挡时,Hi-MO3比整片组件阵列具有更高的发电量。


目前,半切技术已被多家光伏组件制造商采用,规模持续扩大。据亚化咨询统计,截至2018年5月,全球半片电池组件产能已超过15GW,其中晶科、天合、晶澳、阿特斯、东方日升、韩华Q Cells、REC Solar等均实现GW级半片组件产能。


亚化咨询认为,在高效电池片上运用先进组件技术,更能发挥组件技术增效作用。PERC电池作为目前性价比最高和产能最大的高效电池,它的爆发正在助力双面、半片、多主栅与叠瓦等先进组件技术更好地发挥优势,并加快先进组件技术的应用进程。


由江苏微导黄金赞助的第四届PERC太阳电池与双面发电论坛将于2018年6月28-29日在江苏无锡召开。来自晶科、通威、隆基乐叶、天合、阿特斯、协鑫集成、日托光伏、PVInfoLink、江苏微导、梅耶博格、Centrotherm、捷佳创、常州时创、贺利氏光伏、陕西众森、荣德、中科院电工所、中科院微电子所、国家电网电力科学院等的专家将参会并作精彩报告。


第二届双玻双面、叠瓦、半片与多主栅组件论坛2018将于8月在常州召开。会议将探讨全球与中国光伏市场展望与组件技术发展趋势,双玻双面、叠瓦、半片与多主栅组件技术优势与投资回报,光伏组件智能制造示范经验,双面组件测试标准与测试设备,叠瓦、半片与多主栅组件关键设备与工业化生产良率提升,以及其他提升组件功率的先进技术与封装材料等。


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