1、双面光伏组件结构及特点1.1结构

常规的光伏组件只【zhī】能从正【zhèng】面发电,而【ér】双面光【guāng】伏组件不仅【jǐn】正、反两面能够发电。并【bìng】且还能比常规光伏组件发出【chū】更多【duō】的电能。

1994年Moehlecke等在第【dì】一届世界光伏会议上【shàng】介绍了【le】基于p+nn+结构【gòu】的双面太阳电池,该【gāi】电池的正面转换效率达到【dào】了【le】19.1%,背【bèi】面转换效率【lǜ】为18.1%。

目【mù】前【qián】市场上的双面光伏组件主要有【yǒu】单晶n型双【shuāng】面【miàn】光伏组件、单晶PERC双面光伏组件、异【yì】质结(HIT或HJT)双面光【guāng】伏组件3类。

       1)单晶n型双【shuāng】面【miàn】光伏组件。图【tú】1为基于磷【lín】掺杂的【de】n型硅制备成p+nn+结构的双【shuāng】面太阳电【diàn】池,其采【cǎi】用硼扩散掺杂【zá】制备发【fā】射极,磷扩散掺杂制【zhì】备n+背场。

由于n+磷背场代【dài】替常规p型硅【guī】太【tài】阳电池用铝浆印刷技术形成【chéng】的铝背场,背面【miàn】电【diàn】极也采用与正面电极相【xiàng】同的栅线结构,使电池前后【hòu】表【biǎo】面【miàn】都能【néng】吸收光线,实现双面发电。

同时【shí】,组件背板采用2.5mm厚【hòu】的【de】透明玻璃使背面光线能进【jìn】入电池片。单晶n型双面【miàn】光伏组件的正面转换效率为【wéi】18.34%,背【bèi】面【miàn】转【zhuǎn】换效率为【wéi】15.59%,组件综【zōng】合转换效率达19.90%。

       2)单晶PERC双面光伏组件。图【tú】2为单【dān】晶PERC双面太【tài】阳电池结构【gòu】。PERC电【diàn】池即钝化发射及【jí】背【bèi】局部接触电池,采用Al2O3膜对电池背表面进行钝化以提【tí】高电池【chí】转换【huàn】效率【lǜ】。

普通的PERC电池只【zhī】能正面发【fā】电,PERC双【shuāng】面电池是将普通PERC电池【chí】不透光【guāng】的背面铝换成局【jú】部铝栅【shān】线【xiàn】,实现【xiàn】电池背面【miàn】透光,同时采用2.5mm厚透明【míng】玻璃【lí】背板,制成PERC双面组件,这【zhè】样来自地面等的反射光【guāng】就能够被【bèi】组件吸【xī】收。单【dān】晶【jīng】PERC双面光伏组件的正面转换【huàn】效率为18.31%,背【bèi】面【miàn】转换效率【lǜ】为【wéi】11.90%,组件综合转换效率达到19.50%。

       3)异质结【jié】(HIT或HJT)双【shuāng】面光伏组件。图3为【wéi】异质结(HIT或HJT)太【tài】阳电池结构,这【zhè】样电池的结构对【duì】称,正反面受光后都能发电,同时【shí】组件背【bèi】板采用2.5mm厚的【de】透明【míng】玻璃,就制成【chéng】了双面【miàn】光伏组件【jiàn】。

整个制备过程都是在200℃下的温度中进行【háng】,以避【bì】免高温【wēn】工艺对硅片造成【chéng】损伤。异质【zhì】结双面光伏组【zǔ】件是3种双面光伏【fú】组件中工艺成本最【zuì】高的,量产成【chéng】本在4.2元/W以上。

       1.2特点

1)背面【miàn】可发电。双面光伏组件【jiàn】背【bèi】面能利用来【lái】自地面等的反射光【guāng】发电,地【dì】面【miàn】反射率越高,电池【chí】背面接收的光线越强,发电效果越好。双面光【guāng】伏组件在【zài】草地【dì】上应用能【néng】使【shǐ】发电量提高8%~10%,而在雪地上最高可使发电【diàn】量提高30%。

2)加快冬季组件覆雪融化。常规光伏组【zǔ】件在冬天被雪覆盖后,若积【jī】雪【xuě】不能被及时【shí】清理,组件在持续的低温环【huán】境中很容易结冰,不【bú】但严【yán】重影响发电效率,而【ér】且极【jí】有可能【néng】对组件造成不可【kě】预【yù】估的损害。而双面光伏组件在正【zhèng】面被雪覆盖后【hòu】,因组件背面可接收【shōu】来自【zì】雪地的反射光而发电发【fā】热【rè】,加快【kuài】了【le】积雪的融【róng】化【huà】和滑【huá】落,可提高发电量。

3)双玻【bō】组【zǔ】件。双面光伏组件【jiàn】的背板一般采用透明玻璃【lí】,可称为【wéi】双【shuāng】玻【bō】组件【jiàn】。双玻组件在1500V光伏系统中可【kě】以【yǐ】减少汇流箱、电【diàn】缆等【děng】的用量,降低初期系统投【tóu】资成本。同【tóng】时,由于玻【bō】璃透水率几乎为零,不需要考虑水【shuǐ】汽进入组件诱发PID而导致的输出功率下降的问题;且【qiě】该【gāi】类组件对环【huán】境适应性更【gèng】强,适用于【yú】建设在【zài】较多酸雨【yǔ】或盐【yán】雾大的地区的光伏电站

4)安装方向和场所灵活。由于组件正面和背面都能受【shòu】光发电,在【zài】垂直放【fàng】置【zhì】条件下发【fā】电效益是【shì】一【yī】般组件的【de】1.5倍【bèi】以上[4],而且受安装方向的影响很【hěn】小,适用于安装方式受限制【zhì】的合,如护栏【lán】、隔音墙【qiáng】、BIPV系【xì】统【tǒng】等。

5)特殊的支架形式需求。常【cháng】规【guī】支架形【xíng】式会遮挡双面光伏【fú】组件背面,不仅减少背面【miàn】光【guāng】线,而【ér】且会造成组件内电池片间串联失【shī】配,影响【xiǎng】发电效果。双面光伏组件【jiàn】的支架应设计成“镜【jìng】框【kuàng】”形【xíng】式,避免遮挡【dǎng】组件背【bèi】面。图4为双面【miàn】光伏组【zǔ】件安装完【wán】成图。

       2、双面光伏组件的应用前景

双【shuāng】面光伏组件背面【miàn】能带来额外的发【fā】电【diàn】量【liàng】,实现光伏电站的降【jiàng】本【běn】增效,不仅符合“领跑者”技术指标,也符合光伏发电平【píng】价上网的目标【biāo】,对加【jiā】快实现光伏发【fā】电平【píng】价上网【wǎng】具有重【chóng】要【yào】意义。

前单【dān】晶【jīng】n型【xíng】双面光伏组件和单晶【jīng】PERC双面光伏【fú】组件国内产【chǎn】能均【jun1】已【yǐ】超【chāo】过GW,价格逐渐逼近常规光伏组件,检测认【rèn】证【zhèng】方法正在完善,应用方案也日渐成【chéng】熟。