一、雙面光伏組件概念
與傳統(tǒng)光伏組件相比,雙面光伏組件將原不透光的整塊背電極,制成透光的柵線,并通過摻雜手段,將光伏組件內(nèi)硅片(電池片)的背面制成PN結(jié),從而使光伏組件正背兩面均可進行光電轉(zhuǎn)換(含個人理解)。
圖片來源:中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》
二、雙面光伏組件類型
雙面光伏組件主要包括:單晶N型雙面光伏組件、單晶PERC雙面光伏組件、異質(zhì)結(jié)(HIT或HJT,根據(jù)網(wǎng)絡資料:HIT和HJT可被視為同一種電池)雙面光伏組件。
(1)單晶N型雙面光伏組件
單晶N型雙面光伏組件的電池片是以磷摻雜的N型硅片為背電極制成的p+/n/n+結(jié)構(gòu)的雙面太陽能電池片。
該電池片采用硼擴散摻雜制備發(fā)射極(根據(jù)網(wǎng)絡資料理解:在太陽光的照射下,發(fā)射極可發(fā)射電子。在單晶N型雙面電池片中,發(fā)射極是太陽能電池片的p+層),采用磷擴散摻雜制備n+背場(即n+層)。該電池片通過采用n+背場代替常規(guī)P型硅太陽能電池的鋁背場,且背面電極采用柵線結(jié)構(gòu),使得電池前后表面均可吸收光線,實現(xiàn)雙面發(fā)電。
同時,單晶N型雙面光伏組件的背表面采用厚度為2.5mm的透明玻璃,使背表面可透過光線。
單晶N型雙面光伏組件正面能量轉(zhuǎn)換效率為18.34%,背面能量轉(zhuǎn)換效率為15.59%,綜合能量轉(zhuǎn)換效率可達19.90%。
圖片來源:中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》
(2)單晶PERC雙面光伏組件
PERC電池即鈍化發(fā)射及背局部接觸電池,采用氧化鋁膜對電池背表面進行鈍化以提高電池轉(zhuǎn)換效率。
與只能正面發(fā)電的PERC電池相比,PERC雙面電池將不透光的背面改造為柵線,實現(xiàn)電池背面透光。同時,采用厚度為2.5mm的透明玻璃作為背表面制成PERC雙面光伏組件。
單晶PERC雙面光伏組件的正面能量轉(zhuǎn)換效率為18.31%,背面能量轉(zhuǎn)換效率為11.90%,綜合能量轉(zhuǎn)換效率可達19.50%。
圖片來源:中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》
(3)異質(zhì)結(jié)雙面光伏組件
異質(zhì)結(jié)雙面光伏組件的電池片的結(jié)構(gòu)對稱,均為以N型單晶硅為基底,覆蓋本征非晶硅,再覆蓋P型非晶硅薄膜,最后沉積一層具有導電功能的透明導電薄膜TCO層(根據(jù)網(wǎng)絡資料理解:TCO,英文全稱為Transparent Conductive Oxide,是具有透明導電性特性的氧化物、氮化物、氟化物的總稱)。并安裝柵線型銀電極,該電池片正反面受光后均可發(fā)電。
同時,組件背表面采用厚度為2.5mm的透明玻璃,制成異質(zhì)結(jié)雙面光伏組件。 異質(zhì)結(jié)雙面光伏組件的制作過程均處于200℃的溫度條件下,以避免高溫工藝對硅片造成損傷。
異質(zhì)結(jié)雙面光伏組件的工藝成本高于前兩種雙面光伏組件的工藝成本,量產(chǎn)成本超過4.2元/W。
根據(jù)網(wǎng)絡資料,異質(zhì)結(jié)電池的理論極限能量轉(zhuǎn)換效率為28.7%(網(wǎng)絡資料未提及雙面光伏組件,但考慮到異質(zhì)結(jié)電池應均為雙面結(jié)構(gòu),因此,28.7%也可作為異質(zhì)結(jié)雙面光伏組件的理論極限能量轉(zhuǎn)換效率)。
圖片來源:中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術》
審核編輯:劉清
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原文標題:光伏發(fā)電工程相關介紹(19)——雙面光伏組件(上)
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