2018年中国光伏技术发展报告(8)

<正>2.4.4双面光伏组件技术双面光伏组件是指应用具有双面发电特性的电池,采用双玻结构封装而成的光伏组件。具有双面发电特性的电池主要有p型PERC双面多晶硅太阳电池、p型PERC双面单晶硅太阳电池、n型PERT太阳电池等。据协鑫集成的报道,p型PERC双面多晶硅光伏组件的双面率达到70%,n型PERC双面光伏组件的双面率达到     

太阳电池与光伏组件的温度特性及其影响因素的分析

系统概括了温度对太阳电池及光伏组件的影响,并介绍了光伏系统的几种冷却技术。首先,总结了单晶硅、多晶硅及非晶硅等不同材料太阳电池的温度系数,对其性能进行了比较;其次,讨论了组件内部温度分布的均匀性对其性能造成的影响,光伏组件表面温度差异及上下表面温差不甚明显,但温差加剧则会对其电学性能造成影响;然后,从影响组件温度的环境及组件自身结构等方面进行了进一步总结;最后,介绍了几种用于冷却光伏系统的技术以供参考。     

基于温度系数试验的光伏组件性能评估

基于IEC 61215标准温度系数试验并扩展进行系列研究,比较不同类型光伏组件的温度特性,并对不同辐照度下温度对组件性能的影响程度进行研究,以及常规温度系数测试方法不确定度的分析。结果表明:单晶硅组件和多晶硅组件温度敏感性相似,非晶硅薄膜组件高温下发电性能较晶硅组件好,且温度敏感性较晶体硅组件低;不同辐照度下温度对组件输出特性的影响不同,随辐照度的增加,温度对组件开路电压和峰值功率的影响逐渐减弱呈阶梯形,低辐照下温度对组件性能影响更大;此外,常规温度系数测试中热电偶粘贴位置的不同对测试结果有一定影响,组件在横放进行降温法测试时,远离接线盒端下方测得的温度系数值较接近组件平均温度系数值。     

PERC双面单晶硅光伏组件应用技术与案例分析

介绍了PERC双面单晶硅产品的技术原理、工艺流程、产品结构及技术优势;并以黄河水电共和晨阳光伏电站为例,对比了PERC双面单晶硅光伏组件与常规单晶光伏组件的实际发电情况,结果显示,2017年10月~2018年4月期间,PERC双面单晶硅光伏组件的平均发电量比常规单晶硅光伏组件的高10.5%左右,这对PERC双面单晶硅光伏组件的应用和推广有积极的指导意义。     

上海地区各种光伏组件户外发电性能比较和衰减原因分析

主要利用中国科学院上海微系统与信息技术研究所嘉定园区配置的光伏组件户外测试系统,针对各种光伏组件(类型包括:多晶硅、n型单面和双面、PERC单晶硅和多晶硅、12栅单晶硅、HIT单面和双面、CIGS组件、CdTe组件)在上海地区的应用,于2016年6月1日～2018年7月20日开展了户外实证监测。首先通过室内标定对比了各种光伏组件的衰减,然后利用户外实证发电量对比了各种光伏组件的户外发电性能,进而分析了各种光伏组件的衰减原因。     

减反射膜玻璃对光伏组件光增益的分析

完善光伏组件光学模型,并根据模型理论模拟减反射膜玻璃和普通玻璃对光伏组件光增益的大小,通过分析发现当太阳光垂直光伏组件入射时,普通玻璃封装后,单晶硅太阳电池封装后光增益小于多晶硅太阳电池,减反射玻璃对多晶硅太阳电池片的光增益大于对单晶硅太阳电池的光增益。     

太阳电池及其应用技术讲座(三)各种太阳电池

硅太阳电池是目前使用最广泛的太阳电池.按硅材料的晶体结构区分,有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池3种.单晶硅太阳电池和多晶硅太阳电池亦称晶体硅太阳电池,占全世界太阳电池市场的大部分.     

北京地区多种光伏组件发电性能对比实验研究

该课题组设计建造了一座光伏试验电站,对单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅光伏组件、铜铟镓硒光伏组件和碲化镉光伏组件进行长期监测,对监测数据进行统计并分析了温度、弱光和湿度对不同光伏组件的影响,设计了阴影遮挡试验和灰尘清洗试验。研究表明,薄膜光伏组件的温度效应优于晶硅光伏组件,其输出功率损失低于晶硅光伏组件;对于晶硅光伏组件由于表面积尘和阴影遮挡而引起的输出功率损失要高于薄膜光伏组件;而弱光和湿度对光伏组件发电性能的影响没有明显差异。通过分析试验电站的监测数据,发现铜铟镓硒光伏组件单位装机容量的发电量最高,其发电量高出多晶硅光伏组件5.72%,而次于铜铟镓硒光伏组件发电能力的是单晶硅光伏组件和多晶硅光伏组件。     

晶体硅光伏组件热斑失效问题研究

以不同反向漏电流等级的多晶硅太阳电池封装成的光伏组件和实际发生热斑失效的光伏组件为研究对象,通过数值模拟和实验研究的方法,对晶体硅光伏组件热斑失效的机理和规律进行理论分析与实验验证。研究结果表明:在阴影遮挡环境下被遮挡组件区域温度和太阳电池反向电流成正向相关性,即反向漏电流越大,组件温度越高;实验同时发现即使在完全无阴影遮挡的情况下,光伏组件也可能因组件封装过程中存在虚焊、空焊等接触不良连接点,形成微小间隙,引发电弧效应,从而导致严重的热斑失效。     

晶体硅组件长期运行后性能及衰退原因分析

介绍了两组已使用20a以上的晶体硅光伏组件的电性能测试结果,分析并评价了组件的电性能状况,统计、归纳了组件的一些外观缺陷,并分析了导致组件失效和电性能衰减的原因。测试结果表明:户外使用20a的多晶硅光伏组件平均功率仅下降6.1%,单晶硅光伏组件的平均功率下降13.0%,均能表现出良好的电性能,为晶体硅电池的寿命估计提供了有力数据。     

光伏组件选型对光伏系统发电量的影响

深入研究了不同种类光伏组件在不同天气条件下的发电特性以及相同种类不同厂家光伏组件的发电特性。实验结果表明不同种类太阳电池在不同季节的发电特性存在明显差异。晶体硅和CIGS(铜铟镓硒)电池冬季发电量明显高于硅薄膜电池,最多可多发电10%左右;随时间推移,三者之间的差异先逐渐减小后增加,到夏季硅薄膜反超多晶硅和CIGS,最多可多发电20%左右。同时,结合光辐照度、温度、湿度等天气资料,测试结果表明:晶体硅和CIGS更适合辐照量高、温度低、湿度小的中国北部地区;硅薄膜在辐照度不高、温度高、湿度大的中国南部大部分地区具有更高发电量。     

高效HIT太阳电池组件及其应用

介绍带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(HIT)的结构特点。与常规晶体硅太阳电池组件相比,HIT太阳电池组件的单位面积发电量更高、高温时能发更多的电、制成双面组件能够利用反射光,发电量进一步提升。因此HIT太阳电池组件特别适合于分布式光伏电站。     

一种高抗机械荷载PERC单晶硅太阳电池的设计

通过将采用不同电池工艺的PERC单晶硅太阳电池分别进行四点弯曲法测试,选出最优电池工艺,并将采用最优工艺的电池制作成组件,与常规PERC单晶硅光伏组件进行测试对比。结果表明,改良后的PERC单晶硅光伏组件比常规PERC单晶硅光伏组件的抗机械荷载能力强。     

非晶硅与晶硅太阳电池在太阳能光伏发电应用中热性能的研究

对在北京地区屋面上固定角度安装(目前光伏发电应用中最常见的安装形式)的非晶硅和多晶硅太阳电池组件进行了近二年的数据采集,纪录了北京地区温度数据和太阳电池阵列的实际发电量,分析了它们各自的特点,为用户更为关心的户外使用情况提供了参考依据;认为如果仅从温度特性考虑,是否采用非晶硅替代晶体硅电池在不同地区应有不同考虑,如果再考虑到人们普遍认为的非晶硅电池没有解决的稳定性问题,表面玻璃的非钢化、效率低等其它问题,非晶硅的使用应慎重,不应盲从.同时在使用中不论何种电池都不应忽视组件的通风问题.     

未来光伏发电技术的发展趋势预测

近些年,光伏发电技术的迭代速度较快,在光伏发电技术发展的长河中,薄膜太阳电池技术的市场占有率逐渐下滑、单晶硅太阳电池技术逐渐取代了多晶硅太阳电池技术、金刚线切割技术取代了砂浆切割技术、背钝化(PERC)太阳电池技术取代了常规铝背场(BSF)太阳电池技术,每一轮技术变革都意味着应对不力的光伏企业将陷入经营困境.因此,科学...     

双面太阳电池垂直安装发电性能测试分析

通过建立光伏组件-控制器-蓄电池,负载试验系统,对日立公司双面受光单晶硅太阳电池组件分别在东西和南北朝向情况下垂直地面安装时的功率输出特性进行了测试和分析.根据应用测试结果,总结了双面受光太阳电池的应用优缺点和可能的应用方式.     

GT展出DSSTM450准单晶生长系统

晶体硅太阳电池家族分为多晶硅与单晶硅太阳电池,技术进步促生了这个家族诞生了新成员——准单晶太阳电池。世界知名铸锭炉厂商GT Advanced Technologies Inc.(原GTSolar)于2012年1月31日宣布,DSSTM450MonoCastTM晶体生长系统面市,并在第六届SNEC展会上展出。创新铸造技术可为光伏生产商创造新的市场机遇。当前主流的多晶硅电池效率为17%左右,单晶硅电池为18.5%～19%,而采用准单晶硅片,电池效率将超过18%,在单晶的高效率与多晶的低成本之间取得了平衡。因此,高效率、低成本的准单晶电池迅速成为产业热点带来新的活力。     

双面光伏组件I-V测试方法研究

主要研究双面光伏组件的电性能测试,通过选择6种不同的双面光伏组件,分别采用等效光强法、双面同步打光法以及公式法进行实验验证。通过实验发现:不同测试方法对同一块组件进行I-V测试的结果差异较大,但这种差异在不同类型组件测试中并不一致,所以3种测试方法并不能简单地等同。最后根据光伏组件应用场景分析,推荐使用SEMI的双面同步闪光法对双面光伏组件进行I-V测试。     

单面和双面单晶硅光伏组件的发电性能实证

针对p型PERC单面单晶硅光伏组件和n型双面单晶硅光伏组件,利用光伏组件户外实证测试系统,分析了2016年12月15日~2018年7月20日期间,上海市嘉定区某屋顶的地面采用白板背景时双面和单面组件,以及水泥背景时双面组件的等效发电时长,并对白板背景和水泥背景时双面组件较单面组件的发电量增益情况进行了分析;计算了组件的PR值;分析了阴天和晴天时组件最大输出功率与组件背板温度、太阳辐照度和环境温度的关系;最后对比了单面和双面组件运行13个月后的衰减值。该实证结果为单面和双面组件的户外实证发电性能提供了数据支撑,并对双面组件较单面组件的发电量增益情况进行了有效证明。     

晶体硅和钙钛矿光伏组件碳足迹研究

全球的光伏技术及其市场在清洁能源运用的不断增进下呈现快速发展趋势。为评估光伏组件在生产和制造环节对环境的影响，利用GaBi软件以及生命周期评估（LCA）的方法进行研究和评估，主要评估对象包含晶体硅光伏组件，这些组件采用不同电池，包括发射极背钝化（PERC）太阳电池、隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）太阳电池和异质结（HJT）太阳电池，以及新型钙钛矿太阳电池（PSCs）。计算发现现有4种光伏组件的典型碳足迹分别为469.25、474.24、427.98和500.55 kg CO2/kW。对于晶体硅太阳电池，硅片生产所引起的碳足迹份额最大，占比达到50%以上。对于钙钛矿太阳电池，其光伏组件由于现阶段产业化效率较低，碳足迹较大。