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PERC光伏技术缘何受青睐

日期:2020-01-08    来源:中国能源报

国际太阳能光伏网

2020
01/08
09:05
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关键词: PERC技术 光电转换 光伏电池 太阳能技术

   当前,PERC光伏组件生产线几乎已经成为主流组件制造商的标配,其效率比传统组件高1%或更多。据分析,PERC组件未来三年的市场占有率将大幅提高,成为主流产品。那么,究竟什么是PERC技术?
  什么是PERC技术
  PERC(PassivatedEmitterandRearCell)电池,全称为“发射极和背面钝化电池”,是从常规铝背场电池(BSF)结构自然衍生而来。常规BSF电池由于背表面的金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下,致使到达铝背层的红外辐射光只有60-70%能被反射,产生较多光电损失,因此在光电转换效率方面具有先天的局限性;而PERC技术通过在电池背面附上介质钝化层,可以较大程度减少这种光电损失,从而提升光伏电池1%左右的光电转换效率。PERC是电池和组件组装方面的一项创新。
  发展之路并不平坦
  PERC电池最早起源于上世纪八十年代,1989年由澳洲新南威尔士大学的MartinGreen研究组在AppliedPhysicsLetter首次正式报道了PERC电池结构,当时达到22.8%的实验室电池效率。1999年,实验室研究的PERC电池创造了转换效率25%的世界纪录。PERC电池的实验室制备,采用了光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术。
  在传统的光伏电池中,有铝金属化层,它在电池背面的整个区域进行接触。光子进入电池并激发电子,这些电子只有到达顶部发射层才能发电。较长的波长通常会激发电池底部附近的电子,这些电子很可能会重新被吸收,并且可能永远不会到达发射层,这只会导致组件发热。
  PERC电池与常规电池最大的区别在于背表面介质膜钝化,采用局域金属接触,大大降低背表面复合速度,同时提升了背表面的光反射。PERC技术通过提高电池在较长波长下捕捉光的能力来提高效率,特别是在清晨、傍晚或多云的情况下优势明显。PERC技术在电池和铝层之间添加了一层薄的介质层。任何穿过电池而不产生电子的光都会被这层介质反射回来。因此,这种光有第二次产生光电子的机会。
  PERC组件仍未大规模市场化
  与所有新技术一样,PERC 技术也经历了一些成长的痛苦。
  第一, 更高的成本。由于电池有多层,在PERC光伏电池的制造中需要更多的步骤,从而导致更高的成本。目前,PERC光伏组件的价格为2元/瓦左右。当前的有利情况是,PERC效率的提高快于成本的增加,原材料成本也在下降,而且趋势表明,PERC将取代传统的电池结构。
  第二,受光致衰减(LID)影响。光致衰减是指组件首次暴露在光照下后功率损失的百分比。由于PERC电池中掺杂水平较高,因此采用PERC技术后,光致衰减的负面效应会增加。
  业内看好PERC技术
  当前,在全球市场上增加PERC技术占比的热潮已经开始,并将在未来几年继续快速增长。
  对于组件制造商来说,转移到PERC技术生产线只需对现有电池生产线进行最小的改造,就可以轻而易举地生产出优质的产品,而无需付出大量的资本来彻底更新现有设备。
  此外,采用PERC技术的电池板给开发商和设计师提供了更多的自由。
  PERC组件单位面积功率更高,在弱光条件和高温下性能良好。考虑到总发电量而不是峰值功率,显然PERC组件更优越。设计师可以利用更少的组件来实现总输出功率目标,而且占地面积更少。

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