介绍了光伏市场上3种主要的双面光伏组件：单晶【jīng】n型双【shuāng】面光伏【fú】组件、单晶PERC双面光伏组件、异质结(HIT或HJT)双面【miàn】光【guāng】伏组件【jiàn】，分【fèn】析了双面光伏组件的应用【yòng】特【tè】点，并【bìng】结合当前光伏行【háng】业的政策【cè】和发展方【fāng】向分析了双面光伏组件的【de】应用前景。
1、双面光伏组件结构及特点
1.1结构
常规光【guāng】伏【fú】组件只【zhī】能正面接【jiē】收太阳光线来发【fā】电，而双面【miàn】光伏组件由于特殊的电【diàn】池结构【gòu】和透明的背板【bǎn】材料，使其除了正面发电外，背面也可【kě】有效【xiào】利用接收【shōu】到的光线来发电，这些光线包含地面的反射【shè】光【guāng】、大气中的散射光、空气中粉尘的【de】反【fǎn】射【shè】光、周围建筑【zhù】物的反射【shè】光等【děng】。通常【cháng】双面光伏【fú】组【zǔ】件的【de】双面发电特性使其可比常规光伏组件发出更【gèng】多的电能。
20世纪70年代，基【jī】于【yú】p+pn+或p+nn+结构的双【shuāng】面受光【guāng】晶体硅太阳【yáng】电【diàn】池的结构被正【zhèng】式提出。
1994年【nián】Moehlecke等在【zài】第一届世界光伏会议上介绍【shào】了基于【yú】p+nn+结构【gòu】的双面太阳电【diàn】池，该电【diàn】池的正面转换效率【lǜ】达到了19.1%，背面【miàn】转换效【xiào】率为18.1%。世界各国研究人员【yuán】陆续在钝化、丝网【wǎng】印【yìn】刷、掺杂【zá】扩散等技术方面取得进【jìn】展，实现了双面光伏组件的工业化生产。
目前市场上的【de】双面光【guāng】伏【fú】组件主要有【yǒu】单晶n型双面光伏组件、单晶PERC双面光伏组件【jiàn】、异质结(HIT或【huò】HJT)双面【miàn】光伏组件3类【lèi】。
1)单晶n型双面光伏组件【jiàn】。图1为【wéi】基于磷掺杂的n型硅制备成【chéng】p+nn+结构【gòu】的双面太阳电【diàn】池【chí】，其【qí】采【cǎi】用硼扩散掺杂【zá】制备【bèi】发射极【jí】，磷扩【kuò】散掺杂【zá】制备n+背场。由【yóu】于n+磷背场代替【tì】常规p型硅太阳电池用铝浆印刷技术形成的铝背【bèi】场，背面电【diàn】极也【yě】采用【yòng】与【yǔ】正【zhèng】面电极相同的栅【shān】线结构，使电【diàn】池【chí】前后表面都能吸收光线[2]，实现【xiàn】双【shuāng】面发电。同时，组件【jiàn】背板采用2.5mm厚的透明玻璃使背面光线能进入电池片。单晶n型双面光伏【fú】组件的正面转换【huàn】效率为18.34%，背面转换【huàn】效率为【wéi】15.59%，组件综【zōng】合【hé】转换效率达到19.90%。该类组件的生产【chǎn】厂家主要有英利绿色能源控【kòng】股有限公司【sī】、苏州中来光伏新材股份有限公【gōng】司【sī】等。
1)背面可发电。双面光【guāng】伏【fú】组件【jiàn】背面能【néng】利用来自地面等的反射光发电【diàn】，地面反射率越【yuè】高【gāo】，电【diàn】池【chí】背面接收的光线越强，发【fā】电【diàn】效果越好。常【cháng】见的地面反【fǎn】射【shè】率有：草地【dì】为15%～25%、混凝土为25%～35%、湿雪为55%～75%。双面光【guāng】伏组件在草地上应【yīng】用能使发电量提高【gāo】8%～10%，而在【zài】雪地上最高可使发电量提高30%。
2)加快冬季组件覆雪融化。常【cháng】规光伏组件在冬天被雪覆盖后【hòu】，若积雪不能被及时清【qīng】理，组【zǔ】件在持续的低温环境中很容易【yì】结冰，不但严重【chóng】影响发电效率，而且【qiě】极有可能对【duì】组【zǔ】件造成不可预估【gū】的【de】损害。而双面光伏组【zǔ】件在【zài】正【zhèng】面被雪【xuě】覆盖后【hòu】，因组件背面【miàn】可接收来【lái】自雪地【dì】的反射光【guāng】而【ér】发电发热，加快了积雪的融化【huà】和滑落，可提【tí】高发电量。
3)双玻组件。双面光伏组件的背板一般采用透明玻璃，可称为双玻组件。双玻组件在1500V光伏【fú】系统中【zhōng】可以减少汇流箱、电【diàn】缆【lǎn】等【děng】的【de】用【yòng】量，降低初【chū】期系统投资成【chéng】本。同时【shí】，由于【yú】玻璃透水率几乎为零，不需要考虑水【shuǐ】汽进【jìn】入【rù】组件诱发PID而【ér】导致【zhì】的输出功率【lǜ】下降的问题;且该类组件对【duì】环境适应性更强【qiáng】，适用于建【jiàn】设在【zài】较多酸雨【yǔ】或盐雾大的地区的【de】光伏电站。
4)安装方向和场所灵活。由【yóu】于【yú】组件正面和背面都能【néng】受光发电，在【zài】垂直放置条件下发电效益【yì】是【shì】一般组件的1.5倍以上[4]，而且受安装方向【xiàng】的【de】影响【xiǎng】很小，适用于安装方式受限制【zhì】的合，如护【hù】栏、隔音【yīn】墙、BIPV系统等。
5)特殊的支架形式需求。常规支架【jià】形式会遮挡【dǎng】双面光伏【fú】组【zǔ】件背面，不【bú】仅减少背面光线，而【ér】且会造成组件内电池片间串联【lián】失配【pèi】，影响【xiǎng】发【fā】电效【xiào】果。双面光伏组【zǔ】件【jiàn】的支【zhī】架【jià】应设【shè】计成“镜框”形式，避免遮挡组件背面。图4为双面光伏组件安装【zhuāng】完成【chéng】图。
目【mù】前【qián】，国际上的【de】光【guāng】伏行业测试标【biāo】准【zhǔn】是针对传统的单面【miàn】发电的产品编写的，不【bú】适用于评估双面发【fā】电的光伏组件【jiàn】的性能，也无法准确测试双面光伏组件的电性能参数【shù】。这【zhè】就【jiù】影响了组件功率【lǜ】的标示，使买【mǎi】卖双方【fāng】对于功率的理【lǐ】解存在很【hěn】大分【fèn】歧;而这样的功率【lǜ】标示认知差【chà】异【yì】也会直接影响终端【duān】系【xì】统，使设【shè】计和规划产生困难。国内外检测证【zhèng】机【jī】构已就这一问题【tí】开展了研究工作，并取得【dé】一定成果。国际第【dì】三方检【jiǎn】测【cè】认证机【jī】构TÜV正【zhèng】在与【yǔ】英利【lì】、中来等国内组件企业就双面组件光【guāng】伏测试【shì】流程、功率标定方法【fǎ】、测试报告和【hé】组件牌等方面开展研究合作，预计在不久的将来就能推【tuī】出【chū】双面光【guāng】伏【fú】组【zǔ】件【jiàn】标【biāo】准规【guī】范。国内认证机构如北京鉴衡认证中心(CGC)已于【yú】2016年11月发布【bù】了《双【shuāng】面发电光【guāng】伏组件【jiàn】电性【xìng】能参数测试方法》，该【gāi】测试方法定义了双面光伏【fú】组件、双面发电增益率，并总结了双面光伏组件【jiàn】的测试方法【fǎ】。同年12月，英利的“熊猫【māo】”n型双面【miàn】光伏组件获得【dé】CGC颁发的行业首【shǒu】张双面发电产品认【rèn】证证书。
3、双面光伏组件的政策
国家能源局发布的《太阳能发展“十三五”规划》再次明确将实现光伏发电降本增【zēng】效列为【wéi】产业发展的首要目标【biāo】。到2020年，光伏发电电价水平达到【dào】0.4～0.5元【yuán】/kWh以下，实现用电【diàn】侧平价上网目标。为【wéi】了实【shí】现这个目标【biāo】，需要在【zài】设备【bèi】和应用方【fāng】案方面【miàn】不断创新来【lái】降低度电成本。根据国家能源局、工业和信息化部、国【guó】家【jiā】认证【zhèng】委《关于提高主【zhǔ】要光伏产品技【jì】术指标并【bìng】加强【qiáng】监管工作的通知【zhī】》，先进光伏发电技术应用基地采【cǎi】用的多【duō】晶硅光伏组【zǔ】件和单晶硅光伏组件的光电转换效【xiào】率“领跑者”技术【shù】指【zhǐ】标分别【bié】提升至【zhì】17%和7.8%。而常规光伏组【zǔ】件无法满足【zú】这一技术指标【biāo】，必须选用双面光伏组【zǔ】件等【děng】高效【xiào】光【guāng】伏组件。
4、双面光伏组件的应用前景
双面光伏组【zǔ】件【jiàn】背面能带来额【é】外的发电量，实现【xiàn】光伏电站的降本增效，不【bú】仅【jǐn】符合“领跑【pǎo】者”技术【shù】指标，也【yě】符合光伏发电平价上【shàng】网的【de】目标，对加快实现光伏发电平价上网具有【yǒu】重【chóng】要意义。前单晶n型双面光伏组件和单晶PERC双面光伏组【zǔ】件国【guó】内产能均已超过GW，价格逐渐逼近常规光伏【fú】组件，检测认证方法正在完善【shàn】，应用方案【àn】也【yě】日渐【jiàn】成熟。国【guó】内已【yǐ】经有大面积应用【yòng】案例，如【rú】大同熊猫电站采用30MW的单晶n型双面光伏组件，根据【jù】PERC光伏组件每W发【fā】电量高出【chū】约10%。可以预见，双面【miàn】光伏组【zǔ】件在【zài】未来将有【yǒu】广阔的【de】应用【yòng】前景【jǐng】。实际累【lèi】计发【fā】电数【shù】据显示，其比单【dān】面的PERC光伏组件【jiàn】每【měi】W发电量高出约10%。可以预见，双面光伏组件在未【wèi】来将有广阔的【de】应用前【qián】景【jǐng】。
