一、概述

继中【zhōng】国【guó】电器院17年的【de】两篇单晶【jīng】PERC组件多发电实证文章以来，业内对单晶PERC组件的【de】发电能力有一【yī】定认识，但【dàn】也存在着一定的疑问，因此本文【wén】希望更【gèng】全【quán】面、细【xì】致的讨论此问【wèn】题【tí】，为大家拨开【kāi】迷雾。

单【dān】晶PERC在常规单【dān】晶基础上加【jiā】入了背【bèi】面钝化膜【mó】，减少了【le】电池背【bèi】面电【diàn】子和【hé】空穴的复【fù】合【hé】;显著提高了对1000~1200nm波段近红外光的利用率【lǜ】，因此显著提高了【le】电池效【xiào】率【lǜ】，目前【qián】领先【xiān】企业5栅PERC电池量产效率可达~22%，60片电池的组件常规封装即可【kě】实现【xiàn】310W功率。在电池效率提高的【de】同时，光伏组件的

1)弱光发电能力提高，

2)功率温度系数值降低，

3)工【gōng】作温度【dù】降低，因【yīn】此具有更佳的发电表现，其中弱光【guāng】发电能力提高又有

a)低光强时组件相对转换效率提高与

b)PERC组件对近红外光转换效率更高两层原因。

如以下【xià】韩华公司的宣传的示意图，单晶【jīng】PERC组件【jiàn】更高的功率【lǜ】与更好的发电能力【lì】会使其全【quán】天的功【gōng】率输出曲【qǔ】线与常【cháng】规多晶表现出明显【xiǎn】不同。

发【fā】电能力的【de】验证上【shàng】，因为大规模电站占地较大，两种组件功率【lǜ】公差、辐照、地【dì】形、运维、故【gù】障【zhàng】情况的不【bú】一【yī】致会【huì】干【gàn】扰对组件本身发电能力的评价，因此使用小容量系统可以排除干扰因素更客观的反映不同【tóng】组件的发电能力。本文会结合【hé】小【xiǎo】系统与模拟【nǐ】做一【yī】些细【xì】节讨【tǎo】论【lùn】。尤其需【xū】要注意的是，组件的衰减对发电的结果有很【hěn】大的【de】影响，不【bú】同企【qǐ】业在【zài】PERC组件的光【guāng】衰控制【zhì】水平上有【yǒu】所不同，因此【cǐ】实【shí】证结果宜【yí】结合组件衰减【jiǎn】情况一起考虑。初始光衰【shuāi】控【kòng】制【zhì】不好的产品在【zài】单Wp发电能力上甚至会低于【yú】常规组件。

二、 单块组件的发电实证

使用【yòng】IV多通道【dào】测试仪可以方便的测试【shì】单块【kuài】组件的发电【diàn】情况【kuàng】，测【cè】试原理与组串【chuàn】逆变器类似，根据每分钟的【de】功率得到组件【jiàn】的直流侧发电量，数据的【de】参考价值优于使【shǐ】用【yòng】微型逆变器。以下实证即【jí】采用IV多通道测试仪(Daystar MT-3200)研究了295Wp单【dān】晶PERC组件与270Wp常规【guī】多晶的发【fā】电能力，每种组件各两【liǎng】块接入【rù】不同通道(相【xiàng】互对【duì】照可确保【bǎo】数据可靠性)。发电量取【qǔ】两块组件的平均值【zhí】，单Wp发电能【néng】力采用实测功率进【jìn】行计算。单晶【jīng】PERC组件【jiàn】来自隆基乐【lè】叶公司，为【wéi】低光衰产品，承诺【nuò】首年衰减低【dī】于2%，避【bì】免实证中PERC组件光衰过高【gāo】的风【fēng】险。

以【yǐ】下为晴朗天气下两种组件单日(9-21)功率输出情【qíng】况(W/Wp)的对【duì】比，统【tǒng】计时间【jiān】8:00~16:00，因现【xiàn】场空间有限【xiàn】，该时间段以外存【cún】在前后排的【de】阴影遮挡。可发【fā】现单晶PERC全天内单【dān】Wp功率输出均高于多【duō】晶组件，早【zǎo】8点~9点【diǎn】，下午15~16点发电增益【yì】4~5%，10~14点发电增【zēng】益2~3%，全天平【píng】均增益3.2%，如无阵列遮挡【dǎng】的话预计早、晚的发电增益会【huì】更高。该【gāi】结果明显体现出两【liǎng】种【zhǒng】组件在【zài】弱光下的发【fā】电差异，而温度相关因素导致的中午与早晚发【fā】电【diàn】差【chà】异在泰州这【zhè】样的地区【qū】相较下不明显【xiǎn】。这种早晚发电增益【yì】高【gāo】的特性使得单【dān】晶PERC组件在匹配逆变器方面无需【xū】与常规【guī】组件区别处【chù】理。

18年6月的整月【yuè】的发【fā】电情况【kuàng】可【kě】以体现出类【lèi】似【sì】的结【jié】果，月均增益3.65%。在阴天、雨天，由【yóu】于光强【qiáng】较【jiào】弱且光谱中红外占比提高，单晶PERC组件的【de】发电增益可【kě】达5%左右，且体现出【chū】辐照值越低，发【fā】电增益越高的【de】趋势。

2017年9月至2018年6月【yuè】10个月的统计中，单晶PERC组件所体现【xiàn】出的发电增益【yì】与单日、单【dān】月【yuè】的增益基【jī】本【běn】一致，多发电【diàn】优势【shì】非常稳定，印证该组【zǔ】件【jiàn】没【méi】有发【fā】生明显的衰减。

三、 三亚小型并网系统全年发电结果

中国电器院的【de】三亚海洋性气【qì】候【hòu】实【shí】证基【jī】地的实证结果自之前的两篇【piān】报道后，也【yě】于2017年9月底完成了 1年的实证，全年的发电统计如下，隆【lóng】基乐叶低衰单晶【jīng】PERC组件相对多晶1增益4.07%，相对多晶2增益2.93%，两种多【duō】晶【jīng】来【lái】自【zì】不同的【de】一线制造商。所有组件在投样【yàng】前均在第三方机构测【cè】试了初始【shǐ】功率并采用该【gāi】功率【lǜ】值计算【suàn】比发【fā】电量【liàng】，保障了公平性(尤其多晶2的【de】8块组件功【gōng】率有~5W的正【zhèng】公差【chà】)。

1年期的实证结束【shù】后【hòu】，中【zhōng】国电器院【yuàn】对组件功率再次进行了测试【shì】以评【píng】估组【zǔ】件衰减，组件【jiàn】实际曝晒时间约【yuē】14个月，三种组【zǔ】件的衰【shuāi】减情况如下表(多晶组【zǔ】件【jiàn】给【gěi】出平均值，省略了每块组件的信息【xī】)，可【kě】见在【zài】三亚这种海洋【yáng】性气候【hòu】条件(实证基地位【wèi】于海【hǎi】边)是对【duì】组件【jiàn】可靠性的很大考验【yàn】，隆基乐叶单晶PERC组件由于抗光衰优势，实际衰【shuāi】减1.99%，明显低于多【duō】晶13.77%与多晶2的2.77%。假定组件衰减均为线性，则扣除低衰减优【yōu】势后【hòu】，该单晶PERC组件【jiàn】的发电增益约2.5~3%。

组件工【gōng】作温度的情况统计如下(使用了【le】6个温度采【cǎi】集【jí】点)，平【píng】均温度为在全天【tiān】发【fā】电中【zhōng】占比高的10:00~14:00时【shí】段的组件平均【jun1】温度，最高温为当月【yuè】每日最高温度【dù】的均【jun1】值，结果显示，单晶PERC组件平【píng】均工作温度比多晶2低接近【jìn】2oC，最高温度差的均值高于2.5 oC。

四、 PVsyst发电模拟结果对比

TÜV莱茵的【de】质胜中国评比【bǐ】为我【wǒ】们提供【gòng】了公平的发电模拟【nǐ】对比，因参【cān】赛组【zǔ】件的panfile均由【yóu】TÜV莱茵【yīn】测试，而测试【shì】的组件也【yě】由其从产【chǎn】线上抽取。结果显示，单晶组第一名相比多晶组第一名多发电1.8%左右【yòu】，模拟【nǐ】结果相对【duì】实证结果略有低估。

笔者使用PVsyst模拟了单【dān】晶PERC组件与常规多晶【jīng】组件的【de】晴朗【lǎng】天气下的【de】日发电情况 (9-21)，增益曲线与第1部【bù】分【fèn】的【de】泰州【zhōu】实【shí】证数据相似，全天【tiān】的发电增益为1.5%，同样低【dī】于实证【zhèng】结果。

PVsyst软件已【yǐ】经考【kǎo】虑到了不同组件的【de】功率【lǜ】温度系数与【yǔ】低辐照下相对【duì】转换效率【lǜ】的差异，因此模【mó】拟结果低于实证结【jié】果【guǒ】的原因应【yīng】为两方【fāng】面：1. PVsyst模【mó】拟结果无【wú】法体现【xiàn】出单晶【jīng】PERC组件在【zài】红外波段的发电优【yōu】势，2. PVsyst内置的组件工【gōng】作温度【dù】模型低估了单晶【jīng】PERC组件与多【duō】晶组件的工作温度差。以下右图展示了模拟的晴朗【lǎng】天气下【xià】三亚单日工作温度情况，模拟的【de】工作温度【dù】差~0.3oC。

五、 单晶PERC组件的产品价值

通过光伏电站收益率测【cè】算的EXCEL工【gōng】具即可【kě】计算单晶PERC组件相【xiàng】对常【cháng】规多晶组件的产【chǎn】品【pǐn】价值，计算【suàn】逻辑是给定多晶【jīng】组【zǔ】件的价格，计算相同电站【zhàn】收【shōu】益率时单晶PERC组件的价格。如下表条件【jiàn】下【xià】，设定BOS成本【běn】分别为2.3元/W(单晶PERC 310W)和【hé】2.5元/W(多晶275W)，考【kǎo】虑低衰单晶PERC组件相对【duì】常规多晶多【duō】发电3%。计【jì】算【suàn】得全投资收益8.4%时【shí】，单晶【jīng】PERC组【zǔ】件可【kě】多卖0.43元/W，扣除【chú】BOS成本差后，得到【dào】的0.23元/W就是单晶PERC组件多发【fā】电与用【yòng】地节【jiē】省带来的产品价值。

单晶PERC组件的更高功率与更多【duō】发电均可以节省度电系统投资，而【ér】光伏【fú】系统【tǒng】投资【zī】中组【zǔ】件以外的【de】土地成本、人【rén】力成本、设备成本【běn】等已【yǐ】很【hěn】难有下降【jiàng】空间，因【yīn】此【cǐ】未来随着组件成本下降【jiàng】，单晶PERC组件所节省的系统成本【běn】将显得越发明显，PERC产品将成【chéng】为市【shì】场主力。