常规的光伏组件只能从正面发电,而双面光【guāng】伏组件不仅正【zhèng】、反两面能够发电【diàn】。并且还能比【bǐ】常规光【guāng】伏组件发出更【gèng】多的【de】电能。
1994年Moehlecke等在第一届世界光伏会议【yì】上介【jiè】绍了基于p+nn+结【jié】构【gòu】的双【shuāng】面太阳电池,该电池的正面【miàn】转换效【xiào】率达到了19.1%,背面转换效【xiào】率为18.1%。
目【mù】前市场上的双【shuāng】面光伏【fú】组件主要【yào】有单晶【jīng】n型双【shuāng】面光伏组件、单晶PERC双面【miàn】光【guāng】伏组件、异质结(HIT或HJT)双面【miàn】光伏组件3类。
由于n+磷背场代【dài】替常【cháng】规p型硅太阳电池【chí】用铝浆印刷【shuā】技术【shù】形成的铝背场,背面电【diàn】极也采用与正面【miàn】电极【jí】相同的栅【shān】线结【jié】构,使电池前后表面【miàn】都能吸收光线,实现【xiàn】双面发电。
同时【shí】,组【zǔ】件背板采用2.5mm厚的透明玻【bō】璃使背面光线能进入电池片【piàn】。单晶n型双面光伏组【zǔ】件的正面【miàn】转换效率为【wéi】18.34%,背面转换效【xiào】率为15.59%,组件综合转【zhuǎn】换效率达19.90%。
普通的PERC电池只能正面发电,PERC双面电池是将【jiāng】普通【tōng】PERC电【diàn】池不透光的背面铝换成局部【bù】铝栅线,实现电池背面【miàn】透光,同【tóng】时采用【yòng】2.5mm厚透明玻璃背板,制成PERC双面组件,这样来自地面等的【de】反射【shè】光就能【néng】够被组【zǔ】件吸收。单晶PERC双面光伏组件的正【zhèng】面【miàn】转换效率为18.31%,背面【miàn】转【zhuǎn】换效【xiào】率为【wéi】11.90%,组件【jiàn】综合转【zhuǎn】换【huàn】效率达到19.50%。
整个制【zhì】备过程都是【shì】在200℃下的温度中进行,以避免高【gāo】温工【gōng】艺对【duì】硅片造成损伤。异质结双面【miàn】光【guāng】伏组件【jiàn】是3种双面光伏组件中【zhōng】工艺成本最高的,量产成本在4.2元/W以上【shàng】。
1)背面可发【fā】电。双面光伏组件背面【miàn】能【néng】利【lì】用来自地面等的反射光发【fā】电,地面反射率越高,电【diàn】池背面接收【shōu】的光线越强,发电效果越好。双面光【guāng】伏组件【jiàn】在【zài】草地上应用【yòng】能使发电量提高8%~10%,而在雪地【dì】上【shàng】最高可使发电【diàn】量提高30%。
2)加快冬【dōng】季【jì】组件【jiàn】覆雪融化。常规光【guāng】伏组件在【zài】冬天被雪覆盖【gài】后,若【ruò】积雪不能【néng】被【bèi】及时清理【lǐ】,组【zǔ】件在【zài】持续的【de】低温环境【jìng】中很容易【yì】结【jié】冰【bīng】,不但严重影响发电效率,而且【qiě】极【jí】有可【kě】能对【duì】组件造成不可预估的损害。而双面光伏组件在正面被雪覆盖后,因组件背面可接收来自雪地的反射光而发电发热,加快了积雪的【de】融化和滑落,可【kě】提高【gāo】发电量。
3)双玻组【zǔ】件。双面光伏组件的背板一般【bān】采用透明玻璃,可称为双玻组件。双玻组件在【zài】1500V光伏系统【tǒng】中可【kě】以减【jiǎn】少【shǎo】汇流【liú】箱【xiāng】、电缆等的用量,降低【dī】初期系【xì】统投【tóu】资成本【běn】。同时,由于玻璃透水率几乎为零,不需要考虑水【shuǐ】汽进入【rù】组【zǔ】件诱发PID而导【dǎo】致的输出功率下降的问题;且该类组件对环【huán】境适应性更【gèng】强,适【shì】用于【yú】建设在较多酸【suān】雨或盐雾【wù】大的地区的光伏电站。
4)安装【zhuāng】方向和场所灵【líng】活。由【yóu】于组件正面【miàn】和背面都能受光发电,在垂直【zhí】放置条件【jiàn】下发电效益是【shì】一般组件的1.5倍以【yǐ】上[4],而且受安装方向【xiàng】的影响【xiǎng】很小,适用于安【ān】装方式【shì】受限制的合,如护栏【lán】、隔【gé】音墙【qiáng】、BIPV系统等【děng】。
5)特殊的支架形式需求。常规支【zhī】架【jià】形式会遮挡双面光伏【fú】组件背【bèi】面【miàn】,不仅减少【shǎo】背面光线,而且会【huì】造【zào】成组件内电池【chí】片【piàn】间串联失配,影【yǐng】响【xiǎng】发电效果。双面光伏组件的支【zhī】架应设计成“镜框”形式,避【bì】免遮挡组件【jiàn】背【bèi】面。图4为双面光伏【fú】组件安【ān】装完成图。
双面光伏组件背【bèi】面【miàn】能带来【lái】额【é】外的发电【diàn】量,实【shí】现光伏电站【zhàn】的降本增效,不仅符合“领【lǐng】跑者”技术指标,也符合光伏发电平价上网的目标【biāo】,对【duì】加快实现光伏发电平价上网具有【yǒu】重要意义【yì】。
前单【dān】晶n型双面光【guāng】伏组件和单晶【jīng】PERC双面光伏组件【jiàn】国内产能均已超过GW,价格逐【zhú】渐逼近常规光伏组件,检【jiǎn】测【cè】认【rèn】证方法正在完【wán】善,应用【yòng】方案也【yě】日渐成熟。