一、概述

继中国电器【qì】院17年的两篇【piān】单晶PERC组件多发【fā】电实【shí】证文章以来，业内【nèi】对单晶PERC组【zǔ】件的发【fā】电能力有一定认识，但也存【cún】在着一定的疑问，因此【cǐ】本文希望更全面【miàn】、细致【zhì】的讨论此问【wèn】题【tí】，为【wéi】大家拨开迷雾。

单【dān】晶【jīng】PERC在常规单晶基础上加【jiā】入【rù】了背面钝化膜，减少了电池背面电【diàn】子和空穴的复合【hé】;显【xiǎn】著提【tí】高【gāo】了对1000~1200nm波段【duàn】近红外光的利用率，因此显著提高了电池效率，目前领【lǐng】先企业5栅PERC电池量产效率可达【dá】~22%，60片电池的组件常规封装即【jí】可实现310W功率。在电池效率【lǜ】提【tí】高的【de】同时，光伏组件的

1)弱光发电能力提高，

2)功率温度系数值降低，

3)工作【zuò】温度降低【dī】，因此具有更佳的发电表现，其中弱光发电【diàn】能力提高【gāo】又有【yǒu】

a)低光强时组件相对转换效率提高与

b)PERC组件对近红外光转换效率更高两层原因。

如以下韩【hán】华公司【sī】的宣传【chuán】的示意【yì】图【tú】，单晶PERC组件更高的功率与更【gèng】好的发电能力会【huì】使【shǐ】其全天【tiān】的功率输出曲线与【yǔ】常规多晶表现出【chū】明显不同。

发电【diàn】能力的验证上，因为大规【guī】模电站占地较大，两【liǎng】种组件【jiàn】功率【lǜ】公差【chà】、辐照【zhào】、地形、运维、故障情况的不一【yī】致会【huì】干扰对【duì】组件本身发电能力【lì】的【de】评价，因【yīn】此使用小【xiǎo】容量系【xì】统可以排除干扰因素更客观的反映不【bú】同组件的发电能力【lì】。本文会结合小系统与模拟做一【yī】些细节讨论。尤其需要注意【yì】的【de】是，组件的衰减对发电的【de】结果【guǒ】有很大的影响【xiǎng】，不同企【qǐ】业在PERC组件的光衰控制【zhì】水平上有所不同，因此实【shí】证结果【guǒ】宜结合【hé】组【zǔ】件【jiàn】衰减情【qíng】况一起考虑。初始光衰控制不好的【de】产【chǎn】品【pǐn】在单【dān】Wp发电能力上【shàng】甚至会低于【yú】常规组件。

二、 单块组件的发电实证

使用IV多通道测【cè】试仪可【kě】以方便【biàn】的测试单块组【zǔ】件的【de】发电情况，测【cè】试【shì】原理与组串【chuàn】逆变器类似，根据每分钟的功率【lǜ】得到组【zǔ】件的直流侧发电【diàn】量，数据【jù】的参考价值优【yōu】于使用微型逆变器。以下实证【zhèng】即采用IV多通道测试仪【yí】(Daystar MT-3200)研究了295Wp单晶【jīng】PERC组件【jiàn】与270Wp常【cháng】规多晶的发电能力【lì】，每种组件各两【liǎng】块接入不同【tóng】通道(相互对照可确保数据可靠性)。发【fā】电量取【qǔ】两块【kuài】组件的【de】平均值【zhí】，单Wp发电能力采用实测功率进行计算【suàn】。单【dān】晶【jīng】PERC组件来自【zì】隆基乐叶公司，为低【dī】光衰【shuāi】产品，承诺首年衰减低于2%，避免【miǎn】实证中PERC组件光衰过高的风险【xiǎn】。

以下【xià】为晴朗天气下【xià】两种组件单日(9-21)功率【lǜ】输出情况(W/Wp)的【de】对比，统计时间【jiān】8:00~16:00，因现场空间有限，该时间【jiān】段以外存在前后排【pái】的阴影【yǐng】遮挡。可发现单晶PERC全天内单Wp功率输出均高【gāo】于多晶组件，早8点~9点，下午15~16点【diǎn】发【fā】电增益4~5%，10~14点发电增益2~3%，全【quán】天平【píng】均增【zēng】益【yì】3.2%，如无阵列遮挡【dǎng】的话预计早、晚的发【fā】电增益会更高。该【gāi】结【jié】果明显体现出两种组件在弱光【guāng】下的发电差异，而温度【dù】相【xiàng】关因【yīn】素导致的中午与早晚【wǎn】发电【diàn】差异【yì】在泰州【zhōu】这样的地区【qū】相较下不明显。这种早晚发电增【zēng】益高【gāo】的特【tè】性使【shǐ】得单晶PERC组件在【zài】匹【pǐ】配逆【nì】变器方面无【wú】需与【yǔ】常【cháng】规组件区别处理。

18年6月的整【zhěng】月的【de】发电情况可【kě】以体【tǐ】现出【chū】类似的结果【guǒ】，月均增【zēng】益3.65%。在阴天、雨天，由于光强【qiáng】较弱且【qiě】光谱中【zhōng】红外占比提【tí】高，单晶PERC组件【jiàn】的发【fā】电增益可达5%左右，且体现出辐照值越低，发【fā】电【diàn】增益越高的趋势。

2017年9月至【zhì】2018年6月10个【gè】月的统计中，单晶PERC组件【jiàn】所体现【xiàn】出的发电增【zēng】益与单日、单月的增益基本一致【zhì】，多发电优势【shì】非常稳【wěn】定，印证该组件没有发【fā】生明显的【de】衰【shuāi】减。

三、 三亚小型并网系统全年发电结果

中国电器院的【de】三亚【yà】海洋性【xìng】气候实证基地的【de】实证结果自之前的两篇报道后【hòu】，也于2017年9月【yuè】底【dǐ】完成了 1年的实证，全年的【de】发电统【tǒng】计如下，隆基【jī】乐叶低【dī】衰单晶PERC组【zǔ】件相对多【duō】晶1增益4.07%，相对多晶2增益【yì】2.93%，两种多【duō】晶来自不同的一【yī】线制造【zào】商【shāng】。所有组件在投样前均【jun1】在第三【sān】方机构测试了初始功率【lǜ】并采用该功【gōng】率值计算【suàn】比发电量，保障了公平【píng】性(尤其多晶2的8块组件【jiàn】功率有~5W的正公差【chà】)。

1年期的【de】实【shí】证结束后，中【zhōng】国【guó】电器【qì】院对组件功率再次进行了测【cè】试以评估组件衰【shuāi】减【jiǎn】，组件实【shí】际【jì】曝晒时间【jiān】约14个月，三种组件的衰减情况如下表【biǎo】(多晶组件给出【chū】平均值，省略【luè】了【le】每【měi】块组件的信息)，可见在【zài】三亚【yà】这种海【hǎi】洋性气【qì】候条件【jiàn】(实证基地【dì】位于海边)是对组件可【kě】靠性的【de】很大考【kǎo】验【yàn】，隆基乐叶单晶PERC组件由于抗光衰优势，实际衰【shuāi】减1.99%，明显低于多晶【jīng】13.77%与【yǔ】多晶2的2.77%。假定组【zǔ】件衰减均为【wéi】线性，则扣【kòu】除低衰减优势后，该单晶PERC组件的发电增益约2.5~3%。

组件工作【zuò】温度的情况统计【jì】如下(使【shǐ】用了6个温【wēn】度采集点)，平均【jun1】温【wēn】度为在全天发电中占比高的10:00~14:00时段的组件【jiàn】平均温度，最【zuì】高温为当【dāng】月每日最高温度的【de】均值，结果【guǒ】显【xiǎn】示，单【dān】晶PERC组件平均工作【zuò】温度比多晶2低接近2oC，最高温度差的均值高于2.5 oC。

四、 PVsyst发电模拟结果对比

TÜV莱【lái】茵的质胜中国评【píng】比为我们提【tí】供了公【gōng】平【píng】的发电模拟对比，因参赛组【zǔ】件的panfile均由TÜV莱茵测试，而测试的组件【jiàn】也【yě】由【yóu】其从产线上【shàng】抽取。结【jié】果显示【shì】，单晶【jīng】组第【dì】一名相比多晶组第【dì】一名多发电1.8%左【zuǒ】右，模【mó】拟结果相对实证结果略有【yǒu】低估。

笔者使用【yòng】PVsyst模拟了单晶PERC组件【jiàn】与常规多晶【jīng】组【zǔ】件的晴朗天气下【xià】的日发电情况 (9-21)，增益【yì】曲线与【yǔ】第1部分【fèn】的泰州实证数【shù】据相似，全【quán】天的发电【diàn】增【zēng】益为1.5%，同【tóng】样低于实证结果。

PVsyst软件已经考【kǎo】虑【lǜ】到了不同组件的【de】功率温度系数与【yǔ】低辐照下相对转换效率的差异，因此模拟结果低于实证结【jié】果的原因应【yīng】为两方面：1. PVsyst模拟结果无法体现出单晶PERC组件在红【hóng】外波段的发电【diàn】优势，2. PVsyst内【nèi】置的组【zǔ】件工作温度模型【xíng】低【dī】估了单晶【jīng】PERC组件【jiàn】与多【duō】晶【jīng】组件的工作温度差【chà】。以下右【yòu】图展示了【le】模拟的晴朗天气下三亚单【dān】日【rì】工作温度情况，模【mó】拟的工作【zuò】温度【dù】差【chà】~0.3oC。

五、 单晶PERC组件的产品价值

通过光伏电站收益率【lǜ】测算的EXCEL工【gōng】具【jù】即可【kě】计算【suàn】单【dān】晶PERC组件【jiàn】相对常规多晶组件的产品价【jià】值【zhí】，计算逻辑是给【gěi】定多【duō】晶组【zǔ】件的价格，计算相同电站【zhàn】收益【yì】率时单晶【jīng】PERC组件【jiàn】的价【jià】格。如下表条件下【xià】，设定BOS成本分别为2.3元/W(单晶【jīng】PERC 310W)和2.5元/W(多晶275W)，考虑低【dī】衰单晶PERC组件【jiàn】相对常规多晶多发电3%。计算得全投资收益8.4%时，单晶【jīng】PERC组件可多卖0.43元【yuán】/W，扣【kòu】除BOS成本差后，得到的0.23元/W就是单【dān】晶PERC组件多发电与用地【dì】节省【shěng】带来的产品价值。

单晶PERC组件的更高功率与更多【duō】发电均可以节省度电【diàn】系统投资，而【ér】光【guāng】伏系统投资中组件【jiàn】以外的土地成本、人力【lì】成【chéng】本、设备成【chéng】本等已【yǐ】很难有【yǒu】下降空间，因【yīn】此未来随着组件成本【běn】下降，单晶PERC组件【jiàn】所节省的系统成本将显得越发明【míng】显，PERC产品【pǐn】将成【chéng】为市场主力。