第十七届中国光伏学术大会(CPVC 17)开幕式、特邀主旨报告精选全面报道
责任编辑:Lillian 作者:光伏們 2017/9/11 9:36:04 浏览:3872 活动报道

2017年8月30日,由中国可再生能源学会和内蒙古大学联合主办,中国可再生能源学会光伏专委会、内蒙古大学物理科学与技术学院承办的第十七届中国光伏学术大会(CPVC17)在美丽的青城——内蒙古呼和浩特市隆重开幕。

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中国光伏学术大会(CPVC)发展至今已有近40年历史,大会坚持致力于光伏科学与技术和应用的学术交流,已成为了我国光伏领域历史最悠久、最具影响力和权威性的科学技术风向标年度行业盛会。大会秉承学术交流为主的宗旨,交流、分析、总结光伏技术研究的最新成果,研判今后的研究重点与技术发展方向,开拓国际合作空间,推动我国光伏技术的深入发展。

本届大会以“创新推动绿色产业,光伏引领能源未来”为主题,分设“晶体硅材料及太阳电池”、“薄膜材料和太阳电池”、“新型和聚光太阳电池及材料”、“太阳电池组件、辅材及工艺装备”、“光伏系统及并网技术”、“光伏标准、检测认证、政策及市场”六大分会场进行交流研讨;并在继续保持高质量主旨学术报告、论文交流水平基础上,将举办专家对话、高峰论坛等活动,邀请国内外最具权威的光伏领域专家同与会代表共同探讨光伏技术热点问题及前沿技术发展。同期边会还包括了我国光伏技术发展回顾、内蒙古光伏产业及领跑者发展机遇与挑战等主题论坛,以及第三届碲化镉材料与太阳能电池应用技术国际研讨会,为我国光伏技术和市场的发展献计献策。

8月30日上午,在领导致辞后,2017年“中国光伏大会奖”颁奖仪式隆重举行!“中国光伏大会奖”旨在奖励在中国光伏科学技术领域内做出突出贡献的个人(集体),鼓励广大光伏科学技术工作者在光伏技术、产业、政策、市场、应用等方面的积极性和创造性,促进我国光伏事业的发展。“中国光伏大会奖”面向全国从事光伏科学研究的个人和集体,由中国可再生能源学会光伏专委会委员提名,根据提名结果由“大会奖评奖委员会”进行投票评选决出,获奖者由中国可再生能源学会光伏专委会在每年一届的“中国光伏学术大会”上授予证书、奖牌和奖励。

2017年“中国光伏大会奖”共设立中国太阳能光伏成就奖(以下简称“成就奖”)1名、中国太阳能光伏特别奖(以下简称“特别奖”)1名、中国太阳能光伏荣誉奖(以下简称“荣誉奖”)3名。其中“成就奖”授予在光伏技术上有突出贡献者,获奖者为保利协鑫能源控股有限公司首席技术官万跃鹏博士;“特别奖”授予在光伏政策、市场、产业、应用方面有突出贡献者,获奖者为中国光伏行业协会秘书长王勃华先生;“荣誉奖”授予长期在光伏战线上辛勤工作并做出重大贡献者,获奖者分别为光伏技术专家余国光先生、中国科学院半导体所向贤碧教授、阿特斯首席技术专家周承柏先生。

随后,英利首席技术官宋登元博士宣布首张“太阳电池中国最高效率进展图”!中国可再生能源学会光伏专业委员会(CPVS)从2017年开始进行太阳电池中国最高效率(CPVS Best Research-Cell Efficiency)和特定结构太阳电池中国最好效率(CPVS Research-Cell Efficiency with Notable Characteristics)征集活动,参照国际通用的收录原则。截至到8月22日,征集活动共收到来自13家单位的32份申报材料,覆盖单晶硅、多晶硅,非晶/微晶硅、薄膜/硅异质结、GaAS、CIGS、CZTSe、钙钛矿、有机等9类太阳电池。

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在第一版太阳电池中国最高效率的征集以及评审发布过程中,专家组也发现和意识到目前版本可能存在的欠缺之处,会在后续工作中持续对此进行完善。此外,本次公开征集到的单位申报电池效率均将被收录至光伏专委会《2018年中国光伏技术发展报告》中。太阳电池中国最高效率(第一版)结果发布如下:

本次大会共吸引来自国际、国内政府机构、科研院所、领先企业的超过500名专家、学者、科研人员以及企业代表参会。在3天紧凑的会议日程中,参会代表就15篇主旨报告,6个分会场的33篇特邀报告、近300篇论文报告展开交流研讨!

以下是主旨演讲精选内容:

PART 1

(一)王勃华 中国光伏行业协会秘书长

《中国光伏产业回顾与展望》

王勃华表示,光伏产业是我国为数不多的能够同步参与国际竞争,与世界先进水平在同一起跑线上,且产业化占有竞争优势的产业。我国连续十年光伏组件全球产量第一,连续四年全球光伏市场第一,连续两年累计光伏市场全球第一。

2017年上半年,我国多晶硅产量约11.5万吨,同比增长21.1%,预计全年可达22万吨以上,全球前十企业有五家;硅片上半年产量约36GW,同比增长20%,预计全年可达68GW,全球前十企业有八家;电池片上半年产量32GW,同比增长30%,预计全年可达60GW,全球前十企业有七家;组件上半年产量34GW,同比增长25.8%,预计全年可达65GW,全球前十企业有八家;逆变器上半年产量25GW,预计全年出货量达40GW以上,从2009年到2016年,价格从1.2元降到了0.2元;光伏设备方面,光伏产业的各种生产设备基本都能实现中国制造,但高档设备与国外尚有一定差距,如扩硼的扩散炉;辅材方面,除正银未能大规模使用外,其他原辅材已经完全国产化,部分产品如EVA,光伏玻璃等国产化产品已经大量使用。

光伏制造产业出口方面,出口额同比下降约11%,但出口量增加不少,说明价格下降非常快。组件出口市场由欧美日成熟市场转向新兴市场的趋势明显,包括印度、巴西、巴基斯坦、墨西哥等。产能布局方面,近几年企业产能扩张布局相较之前的盲目更为理性。技术方面,产业化迈向中高端技术,电池效率现在基本以每年0.4~0.5%的速度在推进,多元化创新发展,各种技术百花齐放。市场方面,亚太市场成为全球第一大市场,当然这与中国市场的作用密不可分,传统欧洲市场占比萎缩,新兴市场范围在继续扩大,拉丁美洲、非洲、中东、东南亚等地区光伏装机逐渐增加。国内市场方面,在结构、分布、格局大转换,分布式加速崛起,集中式地面电站不再一家独大,市场快速由西北向东部转移。应用方面,应用多样化趋势明显,高比例可再生能源、移动电源、户用光伏发展非常快速。成本方面,光伏发电成本持续下降,2016年~2017年,光伏组件价格下降幅度达到近21%。

展望未来,光伏产业快速、长期发展是大势所趋。过去十年,光伏产业发展潜力一直被低估,而市场一直超预期增长,预计2020年有望实现平价上网。此外,产业进一步向我国集中,国外Solar World,Suniva等宣告破产,而我国主要企业普遍扩产,几家欢乐几家愁。

当然,面临的问题和挑战也很多。国内方面,补贴缺口短期尚无有效解决机制,西北部弃光严重,并有可能延伸至中东部,光伏发电国家与地方建设规划、年度计划不协调等问题。国际方面,美国发动“201”调查,印度启动双反,且不仅针对中国大陆,还把矛头对准马来西亚、泰国等海外工厂,应对不力恐将对我国光伏产业形成围堵。

未来技术竞争将进一步加剧,“逆水行舟,不进则退”,光伏行业需继续加强研发,持续创新,才能保持核心竞争力。

(二)施正荣 澳大利亚国家科学工程院院士

《成熟光伏的再思考》

光伏产业的发展如过山车,有起有落,不过产业仍是不断的成熟,市场应用、成本下降均远超预期。在光伏产业发展早期,国际上具有远见卓识的政治家及其政府相继颁布了光伏补贴政策,使光伏行业在生产实践中不断扩大规模、降低成本,给气候变化带来了非常重要的解决方案。

施正荣认为,光伏产业正在进入一个自由市场的过程。未来光伏的应用方向主要有以下几方面:(1)光伏不再是以前所谓“富人用的产品”,在非洲、中亚、南美、东南亚等较贫困地区越来越受欢迎。(2)光伏不仅朝着降本增效的方向发展,同时也越来越美观, BIPV应用市场更广。(3)光伏在交通方面应用越发广泛,电动车、汽车、大巴、火车等均已有光伏应用。(4)利用廉价的光伏电力电解水,实现氢燃料电池产业化。(5)光伏+储能+微网发展迅速。(6)谷歌等公司计划利用光伏飞机作为同步卫星,围绕地球提供免费的Wi-Fi,相信很快将实现。(7)全球能源互联网将逐步实现,在全球范围内实现24小时太阳能供电,100%的可再生能源替代化石能源。

(三)郝翔 特变电工新疆新能源股份有限公司技术总监

《能源互联网创新技术探索与应用分享》

现今环境恶化、能源紧张日益严重,清洁能源是未来能源发展的必然趋势。但清洁能源存在时间及空间维度分布不均衡的现象,能源互联网的概念和架构应运而生。能源互联网以特高压电网为骨干网架,以清洁能源为主导,智能电网为核心,在设备层、信息层和应用层,充分融合多领域先进技术,代表着未来能源系统的发展方向。

特变电工是为全球能源事业提供系统解决方案的服务商,其新能源事业部在光伏EPC长期处于全球第一。特变电工已掌握了能源互联网的整体业绩方案,在能源输送端掌握特高压的柔性直流输电技术,在能源配用端掌握了智能电网的解决方案及云平台技术、电能路由器技术等核心技术。

随着分布式的发展,智能微电网也发展起来,电能路由器是智能微电网的核心设备,它以先进电能变换装置为核心,集成现代通信技术和电源电子技术、智能控制与管理技术,可以实现多种形式的电能变换和接口匹配、交直流和高低压的适配、电能质量隔离与补偿等。

目前国内外有大量企业、高校对电能路由器进行研发,特变电工电能路由器效率高达98.2%,并网谐波小于1%,故障处理满足所有光伏并网要求,还设置了智能冗余功能,整个系统采用集装箱设计。电能路由器关键技术包括模块化低压侧并联、高压侧串联的拓扑结构和均压、均流的控制策略,双有源桥电路移相控制+占空比调制的多自由度软开关技术,碳化硅功率器件的工程化应用,模块的高频隔离和高功率密度的一体化设计,以及在线智能冗余技术。

电能路由器应用方面,特变电工创造性地将电能路由器和光伏发电技术相结合,成功研制了世界首台基于电能路由器的10kV/1MVA光伏高压直接并网成套装置,并于今年7月22日通过产品技术鉴定,主要性能指标居于国际领先水平。利用电能路由器可以构建大型集中式高压直接并网方案和直流汇流型组串式高压直接并网方案,其效率和成本均优于传统方案。此外,电能路由器还可以应用于微电网、电动汽车充电和储能领域,其效率和初始投资均优于传统方案。

展望未来,郝翔表示电能路由器将朝着更高电压等级、更高效率以及更智能化的方向发展。

PART 2

(一)刘生忠 国家千人计划专家、中国科学院大连化学物理研究所、陕西师范大学教授

 《钙钛矿--优异的光伏光电材料》

近年来,钙钛矿的效率增长飞速,逐渐成为学术界最热门的研究方向之一。刘生忠首先介绍了目前国内钙钛矿电池的主要研究机构(包括部分大学、单位和企业)及其进展。随后介绍了其团队的主要研究进展,包括以下几部分:

(1)干法制备技术:干法制备可提供更稳定、重复性更好、更易产业化的方法,通过交替沉积的方法,或通过先沉积无机,再扣到有机的电解氨上面加热,可制备大面积、效率和稳定性都不错的薄膜。

(2)柔性技术:钙钛矿柔性电池中柔性高分子成品都是低温使用的,超过300℃对材料性能影响很大,而电池工艺TiO2烧结需要高温,因此,刘生忠团队开发了低温TiO2沉积技术,效率从12%提高到15%以上;通过用离子液体锈蚀TiO2的表面,电池效率提高到19.6%;通过在无机材料中掺铯,电池效率超过20%。

(3)二维钙钛矿:实际指层状钙钛矿,其性能稳定但效率有待提高,刘生忠团队目前最高效率为13.6%。

(4)单晶钙钛矿:钙钛矿可和水、溶剂反应,导致电池不稳定。刘生忠团队研究了氯基、溴基、碘基溶剂,控制温度梯度非常重要。在测试热稳定性时,发现微晶薄膜150℃开始分解,而单晶在250℃才开始分解,热稳定性得到较大的改善,吸收光谱也进行了拓宽,同时其缺陷态密度非常低,原因是对搀杂不敏感。

钙钛矿电池发展迅速且具有巨大的商业潜力,转换效率不断提升,但目前还存在诸多问题有待解决,如电池的稳定性问题。钙钛矿或可在一些低寿命低成本的特别市场中先发展起来。

(二)熊刚  First Solar公司加州技术中心主任

《First Solar CdTe Modules:17GW installation and >18% Efficiency》

First Solar的CdTe薄膜组件目前在全球安装总量超过18GW,组件量产效率达17%,实验室效率达22.1%。熊刚博士通过两个视频简要介绍了CdTe薄膜组件的工艺流程,基本实现全自动化流水线生产,耗材比硅少很多,对水的消耗也很少,碳排放相对更低。

在全球各地的对比测试中发现,CdTe薄膜组件较常规晶硅组件可多发6-10%的电力,尤其在热带、潮湿地区优势更明显,这主要归功于其更低的温度系数(0.25%-0.3%)、对湿度的不敏感性和更低的遮挡响应。

关于镉的毒性和环境污染问题,First Solar做了很多工作,确保组件表面没有镉直接粘附,保证废气、废水安全排放,所有工人血液检测镉的含量都在安全值以下。CdTe组件生产过程中,温室气体、粉尘、酸液、废水排放均更低,整体来看,CdTe对环境的影响是其他系统的1/3。

目前,First Solar已经开发了一整套环保生产、运维、回收产品的方案,努力创建环保生产、环保销售的理念。First Solar的组件90%会在寿命结束后回收,包括镉金属、碲金属和玻璃。。

此外,First Solar将于9月6日召开发布会,推出其第六代产品大尺寸组件,投产后组件转换效率将超过18%,功率超过400W,采用双玻和边框封装。

(三)张彦虎 阳关电源股份有限公司市场总监

《组串逆变器技术发展趋势探讨》

随着分布式市场的爆发式增长,组串逆变器逐渐成为关注的焦点。张彦虎就组串逆变器的发展趋势发表了自己的观点。他表示,所谓的发展趋势一定是解决客户痛点,把它变成产品的特性和功能,嵌入到产品以后,通过产品的方式给客户传递价值。

对于复杂山丘电站来说,主要面临制备遮挡、串并联失配、安装运维困难等问题;对于彩钢瓦屋顶电站来说,主要面临夏季高温考验、寿命保障、安装困难等问题;对于农村户用及扶贫电站来说,主要面临运维困难、电网薄弱等问题。

针对以上痛点,张彦虎总结了与之对应的组串式逆变器技术发展趋势。

(1)功率越来越大。逆变器功率做大后,在同样组件容量单位情况下,逆变器使用数量更少,同时在交流侧可以省掉交流汇流箱,直接连接到变压器一侧,有效降低单瓦成本,节省系统投资。据测算,在100MW电站容量下,使用80kW产品比一般的50kW产品至少可节约初始投资成本1400万元。

(2)智能风扇散热。逆变器核心器件温度升高10度,寿命会缩小一半。同等环境温度下,采用智能风扇散热的逆变器内部环境温度及核心器件温升比自然散热逆变器低20℃左右,意味着自然散热逆变器的寿命仅为智能风扇散热逆变器寿命的1/4。此外,智能风扇散热逆变器的安装方式更灵活,壁挂、平躺、低倾角安装等,可有效提高发电量。

(3)PID自主防护及修复。光伏组件在高温、潮湿环境中易产生PID效应,影响电站收益。通过PID防护装置,将负电位抬升,保证负电位最低的组件负电压高于地面电压,可预防或消除PID现象。当组件电位已发生偏离时,可通过夜间加入反偏压修复。当屋顶分布式电站逆变器功率因数降低时,可通过额外增加无功补偿装置或利用逆变器本身的无功能力进行调整。

(4)智能检测精度更高。智能化运维管理除了需要依靠互联网大数据技术以外,还需要更精细、更准确的传感器技术。目前主流厂商已经实现0.5%高精度组串智能检测与IV扫描功能,精确识别并定位发电异常的组件,故障处理效率有效提高。利用通讯技术和网络技术,可通过微信扫码或手机APP,快速获取故障信息并通知运维人员,有效提升运维效率,降低运维成本。

当然,不论技术如何进步,质量保证是首要的。质量是设计出来的,同时也需要严苛的测试、精益的工艺流程保证。阳光电源通过实际案例也证明了其产品受住了市场的考验,未来阳光电源将进一步加大技术创新,“因地制宜,科学设计”,为客户提供更多更好的逆变器。

PART 3

(一)冯志强 常州天合光能有限公司副总裁、光伏科学与技术国家重点实验室主任

《大面积IBC电池效率进展及产业化前景》

全背电极电池(IBC)指正负电极都位于电池背面的一种新型太阳电池结构,最早于1978年提出,1985年Swanson教授成立了SunPower公司,开始研究商业化生产IBC电池。

IBC电池可实现23%甚至24%以上的量产效率,且应用N型硅片基底,天然没有衰减,同时电池正面没有栅线电极遮挡,外观新颖美观,非常适合对外观要求更高的场景。

目前,天合光能所开发的 6英寸IBC电池转换效率最高达到24.13%,产业化平均转换效率达到23.5%,打破了6英寸IBC电池转换效率的世界纪录。2016年,天合光能和Martin Green团队将IBC电池和GaAs电池结合起来,得到了34.5%的转换效率。

相比SunPower的光刻、电镀等高成本的半导体工艺,天合光能致力于低成本的IBC电池技术,采用丝网印刷、传统扩散等。天合光能还开发了一种低成本IBC电池技术,通过先背面镀膜再做正面(基本为传统工艺),与原IBC工艺相比,效率略低一些但也可达到22.5%,成本可降低一半。在组件端,IBC电池主要有串联设备、导电胶水、导电背板三种组件技术,经验显示,导电背板技术更有潜力,此外IBC电池结合双玻技术的优势也非常明显。

天合光能IBC电池先后申请了16项系列专利,包括12项发明专利,共有7项专利已成功获得授权,其中含4项发明专利,构建了完整的专利保护体系。其中发明专利“全背电极太阳能电池生产方法”(专利号: 201210141633.5)荣获第九届江苏省专利金奖、第十八届中国专利优秀奖。

在应用方面,天合光能IBC电池已应用在太阳能赛车、太阳能汽车、无人机、飞艇等产品上,在2017年全球最大的太阳能赛车比赛“2017FIA电子与新能源太阳能赛车锦标赛”中,由天合光能IBC电池驱动的太阳能赛车再度摘得梦想组桂冠,连续第三次卫冕大赛冠军。

(二)杨德仁 中国可再生能源学会光伏专委会副主任、浙江大学硅材料国家重点实验室主任

《铸造单晶硅的生长与挑战》

晶体硅太阳能电池约占市场的90%,目前主要有直拉和铸造两种晶体硅制造技术,两种技术各有利弊,直拉晶硅的晶格完整、缺陷少、杂质少,晶体质量高,但成本和能耗也较高;铸造晶硅综合能耗和成本低,单炉产量大,但是具有晶界、位错和相对高浓度的杂质,晶体质量稍差。

铸造单晶硅又称为“类单晶”或“准单晶”,指晶体生长时,在底下先铺设一层籽晶,然后利用定向凝固的方式从底部开始生长出整个单晶,兼具直拉单晶硅和铸造多晶硅的优点。铸造单晶硅在2006年开始量产,但是由于该技术存在的一些严重问题以及高效多晶硅的出现,2013年前后被产业界放弃。

铸造单晶硅目前仍存在的问题和挑战主要包括以下四方面:

(1)单晶率低。普通的铸造单晶硅技术制备的晶锭单晶率低,边缘部分依然有一定的多晶存在,导致无法用碱制绒工艺,只能采用酸制绒,然而酸制绒和铸造单晶硅的电池工艺不兼容,且易出现“花片”,还会减弱减反性能,从而造成电池效率甚至低于高效多晶硅。因此,如何设计制造工艺,使得单晶率达到95%以上,是目前须克服的主要挑战。

(2)籽晶成本高。利用单晶作籽晶,增加了成本,且晶体生长工艺控制更加复杂。目前研究方向主要集中在籽晶做薄、籽晶重复利用、直拉单晶硅边皮料作为籽晶以及单籽晶、无籽晶生长等方面。

(3)材料利用率低。铸造单晶硅在边缘和底部均存在低少子寿命区,底部的低少子寿命区甚至比高效多晶硅更高,严重降低了材料有效利用率。目前研究认为铁元素的扩散和污染是铸造单晶硅低少子寿命区比较高的原因之一。

(4)位错密度高。铸造单晶硅中的位错包括分散位错和位错团,是制约铸造单晶硅太阳电池效率提升的主要因素。铸造单晶硅位错主要由晶体生长冷却时产生的热应力、杂质和杂质沉淀、籽晶拼接等因素造成。目前研究发现引入晶界可以控制位错团的产生,但引入晶界的方法仍存在部分问题有待解决。

(三)金浩 晶科能源研发中心副总裁、第82技术委员会(IEC/TC82)WG8光伏电池工作召集人

《IEC国际标准(硅片、电池)现状及发展》

国际电工技术委员会第82技术委员会(IEC/TC82)负责光伏能源相关技术的国际标准制定,下设7个组织,包括术语(WG1)、非聚光组件(WG2)、系统(WG3)、系统平衡部件(WG6)聚光组件(WG7)和光伏电池(WG8)及农村电气化(JWG)工作组,其中WG8主要负责光伏电池标准相关工作,是唯一由中国企业专家担任召集人的工作组,目前组内在讨论的标准共6项,预研标准4项。

由晶科和尚德共同主导的“IEC60904-11晶体硅太阳电池初始光致衰减测试方法”标准为光伏电池光致衰减测试提供了统一且科学合理的方法,目前已完成CD稿(Committee Draft,委员会草案),在各国委员会之间流通、征集意见,预计今年或明年会正式发布。

由英利宋登元博士牵头的“晶体硅太阳电池PN结结深测试方法 电化学电容电压(ECV)法”标准,目前已完成标准草案、行业验证的环节,正在按IEC文件要求修改格式,汇总资料,预计年底前会提交IEC秘书处。

由协鑫牵头的“太阳能电池用硅片规范”标准,得到WG8组内专家的一致认可,协鑫将根据会上专家的建议,建立硅片标准框架,在下次PVQAT会议上和行业专家进一步讨论。

此外,目前PVQAT/TG13(国家光伏质量保证工作组第13光伏电池工作组)领域的标准即将进入IEC/TC82领域,包括晶科提出的“UV对光伏电池衰减的影响测量方法”、乐叶提出的“晶体硅光伏电池缺陷测试电致发光法(EL)”、英利提出的“晶体硅太阳能电池弱光条件下电性能测试”、TUV莱茵提出的“电池片体系认证标准”、天合提出的“高效晶体硅太阳电池容性效应”等标准。上述标准将在今年的PVQAT/TG13组秋季会议上和组内专家进行深入讨论。

俗话说,不以规矩,不成方圆。标准是维护行业持续发展的依据,随着市场竞争力的增强,人们对标准工作也越来越关注,也希望更多的国内专家能参与到国际标准工作中,逐步的提升中国在IEC标准上的话语权,扩大中国专家在国际技术研讨上的影响力。

(四)吕俊 隆基乐叶产品副总裁

《高效 PERC 组件技术发展展望、双面 PERC(HI-MO2)》

吕俊博士主要介绍了双面PERC和HI-MO2的技术特点及优势。Hi-MO2结合双面PERC电池和双玻组件,具有高发电增益、低光致衰减、高可靠性等优势,目前产线效率(仅指正面)达21.5%以上,实验室效率22%左右。

双玻组件安装方式分为Clamp安装和背粘式安装,两种方式都存在一定的缺点,如边缘易碎裂等,因此Hi-MO2组件增加了边框,大大减少边缘形变,提高可靠性,且更易于安装,并可与跟踪系统完美结合。单晶PERC的LID机理已经研究的比较清楚了,通过氢钝化形成H-BO结构,可有效恢复LID性能。对于双面PERC电池,背面PID数值比正面高,经过各环境下严格的测试,HI-MO2正面和背面功率衰减均可控制在2%以内。

而光伏组件最重要的功能是发电,在蒲城19.33KW实证基地中,与常规P型单晶相比,HI-MO2发电平均增益达12.04%,而PVSYST模拟结果显示发电增益仅为5%,初步分析可能是由于安装高度较高时,PVSYS未考虑空气中散射光的原因;在库布齐336KW电站中,HI-MO2与斜单轴跟踪系统结合实现了53%的发电增益!考虑光衰、正公差、线损、跟踪系统的影响,修正计算后得出在该系统中双面PERC背面带来的发电增益是21.4%!以光资源较差的东南部地区为例,双面组件10%增益下,多晶硅组件需要比Hi-MO2组件售价低0.9元/W,其LCOE和资金收益率才能与Hi-MO2持平,而在光资源较好的西部地区,差价需达1.2元/W才能实现收益持平。

双面组件发电系统在设计时,除考虑地表反射率、安装倾角和安装高度外,双面系统的朝向、支架遮挡和背面辐照均一性均可能影响系统发电量。根据经验公式和纠正系数发现,组件朝向偏离正南越多时,双面系统的发电增益越高;目前还没有特别能和双面发电系统完美结合的支架,必然会在背面产生遮挡,通过理论计算发现在40 mm之内的遮挡高度时入射光损失呈指数上升,40mm以上时入射光损失呈较平缓的增加趋势;多排阵列系统光强越强,背面辐照不均匀越小,对组件发电量和可靠性影响较小。

(五)杨智 泰州中来光电科技有限公司技术总监

《高效N型技术的应用》

泰州中来光电是中来股份旗下全资子公司,致力于高效N型单晶电池的研发与销售。中来光电N-PERT已经量产,预计年底效率可达22%-23%,N-topcon、HBC电池计划明后年量产。

随着光伏行业的发展,N型是高效电池的一个必然选择,中来认为到2027年,N型可以做到与P型平分天下。N型电池具有天然无光衰、工作温度低、温度系数低、抗PID、可靠性高等一系列优势,有效降低度电成本。

双面组件背面光源主要包括地面反射光、组件透射光和大气散射光,其中地面反射光占70%以上。不同地面材料如草地、沙地、水泥地等反射率也不一样,大部分地面反射率均在20%以上,当地面反射率达到20-30%时即可实现发电增益至少10%以上。此外,双面组件安装时应离地有一定的距离(1-3米之间),以吸收从正面射进来的光,实现更高增益。最后逆变器的功率适配很重要,且要避免电流限发的情况。

在50MW大同熊猫电站中,N型单晶双面组件单瓦增益比P型PERC组件高10%以上;在一个白色农业大棚光伏电站中,固定支架的N型双面组件发电增益高出25%左右,采用跟踪系统的N型双面组件发电增益高出45-50%。且双面组件在高速公路、围墙等垂直安装的场景具有显著优势。

(六)张凤鸣 国家千人计划专家、南京日托光伏科技股份有限公司董事长

《MWT晶硅技术》

常规晶体硅电池和组件正面焊带存在两个缺点:一是遮光,不利于太阳能的充分利用;二是焊带联结易造成微裂纹,影响组件的稳定性和可靠性。基于这些问题,背接触的概念应运而生。

背接触结构有三种结构,最简单的即IBC电池,特点是金属接触都在背面,因此需要采用少子寿命的扩散长度较长的N型硅片,IBC电池效率高,但是成本也很高。还有一种背接触结构即EWT,但是EWT要求电池很薄,对于目前硅片比较厚的情况,需要打很多孔,才能串联起来,导致目前无法大量生产。最后即MWT技术,MWT是介于IBC和常规结构之间的折中技术,通过激光打孔,把收集的电流引到背面,使得电池正负极都位于电池背面,解决了主栅线遮光的问题,同时降低了传输距离,提升了转换效率。

目前日托是唯一实现MWT产业化的企业,产能达1GW。MWT应用于单晶和多晶并无区别,且可以兼容黑硅等技术,有效降低综合性价比。目前日托MWT多晶组件功率达285W以上,采用导电背板连接,防水性能和散热性能均有所提高,并有效降低封装成本。

在标准DH1000和TC200测试条件下,常规多晶组件功率衰减约为2%,而MWT组件功率衰减仅1%;在超常规DH3000和TC600测试条件下MWT组件功率衰减仅为2%左右,远低于常规组件功率衰减。同时,日托在MWT组件和常规组件做了冲击对比试验,结果显示,经过重量为1042g、直径为63.5mm的钢球在不同高度撞击组件后,MWT组件电参数的衰减均比常规组件低。MWT优异的稳定性和可靠性经受住了充分的考验,这也归功于MWT组件的特殊结构。

展望未来,MWT技术与除了已是全背接触的IBC技术以外的其它技术和工艺均能兼容,且具有更大的降本增效潜力(如采用薄硅片等),MWT技术在性价比上将具有很大的优势。

 


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