10001635_P-PERC与N-PERT双玻双面组件性能研究-solarbe文库

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1 P-PERC 与 N-PERT 双玻双面组件性能研究李亚彬倪健雄耿亚飞何毅冯天顺卜凡英利能源（中国）有限公司，河北保定 071051 光伏材料与技术国家重点实验室，河北保定 071000 摘要本文对通过双面因子、光致衰减（LID）、电势诱导衰减（PID）、热循环 200 次（TC200 ）、湿热 1000 小时（DH1000）等测试对 P 型 PERC 以及 N 型 PERT 双面电池组件的基本性能及耐老化性能进行了对比测试。测试数据表明本试验所测 P 型 PERC 双面组件的双面因子为 72.91，N 型 PERT 双面组件的双面因子为 86；在 LID 测试中，P 型 PERC 双面组件的正、背面功率衰减分别为 2.17、4.17，N 型 PERT 双面组件的正、背面功率衰减分别为 0.23、0.26；在 PID 测试中，P 型 PERC 双面组件的正、背面功率衰减分别为 3.78、17.47，N 型 PERT 双面组件的正、背面功率衰减分别为 0.63、0.35；在 TC200 测试中，P 型 PERC 双面组件、N 型 PERT 双面组件的功率衰减分别为 1.96、0.35；在 DH1000 测试中，P 型 PERC 双面组件、N 型 PERT 双面组件的功率衰减分别为 0.80、0.64。关键词双玻双面组件；P-PERC；N-PERT 1.研究背景与内容双面发电技术日益得到了市场的认可，国际半导体设备与材料协会SEMI发布的国际光伏技术路线图 ITIRPV2018预测，N 型单晶硅太阳电池的市场占比将会在 2028 年提升至 40左右 [1]。目前，晶体硅双面发电太阳电池多是以 N 型硅为基础得以实现的 [2]，而近年来，P 型硅组件在 PERC 技术的基础之上也逐渐突破了双面发电的技术难题。本文主要以 P 型 PERC 双面电池组件和 N 型 PERT 双面发电组件为基础，研究了以下内容（1）P 型 PERC、N 型 PERT 双面组件的双面性对比；（2）P 型 PERC、N 型 PERT 双面组件的正、背面的 LID 衰减、 PID 衰减对比；（3）P 型 PERC、N 型 PERT 双面组件的耐老化性能对比。 2.研究结果与讨论 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 20 40 60 80 100 P-PERC N-PERT 图 1 P-PERC、N-PERT 双面组件的双面因子图 1 为 P-PERC 和 N-PERT 双面组件的双面因子（BiFi，BiFiP 背面 /P 正面）数据，其中，每种双面组件取 10 片进行测试。双面因子是评估双面组件背面对光伏组件及光伏系统整体发电能力贡献值的一项参数。P- PERC 双面组件双面因子的平均值为 72.91、最大值为 74.67、最小值为 70.86；N-PERT 双面组件双面因 2 子的平均值为 86.00、最大值为 87.03、最小值为 84.85。 -1.73 -2.17 -3.17 -4.17 0.00 -0.23-0.04 -0.26 0kWh/m2 40kWh/m2 80kWh/m2 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 P-PERC正面 P-PERC背面 N-PERT正面 N-PERT背面图 2 P-PERC、N-PERT 双面组件的 LID 数据图 2 为 P-PERC 和 N-PERT 双面组件的单面光致衰减（LID）数据。在稳态模拟仪中对组件进行单面光照，非受光面紧贴反射率小于 5的黑布。经过 80kWh 光照后，P 型 PERC 双面组件的正、背面功率衰减分别为 2.17、 4.17， N 型 PERT 双面组件的正、背面功率衰减分别为 0.23、0.26。 -3.78 -17.47 -0.63 -0.35 P-PERC正面 P-PERC背面 N-PERT正面 N-PERT背面 -20 -15 -10 -5 0 图 3 P-PERC、N-PERT 双面组件的 PID 数据图 3 为 P-PERC 和 N-PERT 双面组件的电势诱导衰减（PID）数据，测试条件为85℃、85RH 、- 1500V、96h。本次所做 P-PERC 和 N-PERT 双面组件，除电池外，其他封装材料（如聚烯烃胶膜、玻璃、焊带等）均保持一致。经过测试后，P 型 PERC 双面组件的正、背面功率衰减分别为 3.78、17.47，N 型 PERT 双面组件的正、背面功率衰减分别为 0.63、0.35。 -1.96 -0.35 P-PERC N-PERT -3.00 -2.00 -1.00 0.00 P-PERC N-PERT 图 4 P-PERC、N-PERT 双面组件的 TC200 数据图 4 为 P-PERC 和 N-PERT 双面组件的 TC200 数据，测试条件依据 IEC61215 标准设定。经 200 次热循环后，P 型 PERC 双面组件、N 型 PERT 双面组件的功率衰减分别为 1.96、0.35 。 3 -0.80 -0.64 P-PERC N-PERT -1.00 -0.80 -0.60 -0.40 -0.20 0.00 P-PERC N-PERT 图 5 P-PERC、N-PERC 双面组件的 DH1000 数据图 4 为 P-PERC 和 N-PERT 双面组件的 TC200 数据，测试条件依据 IEC61215 标准设定。经湿热 1000 小时后，P 型 PERC 双面组件、 N 型 PERT 双面组件的功率衰减分别为 0.80、0.64 。 3.结论在 LID 测试中，P 型 PERC 与 P 型 PERT 双面组件的双面因子平均值分别为 72.91、86 ，与相对较为成熟的 N 型 PERT 双面组件相比，P 型 PERC 双面组件的双面因子还存在一定提升空间；在 LID 测试中，P 型 PERC 双面组件的正、背面功率衰减分别为 2.17、4.17， N 型 PERT 双面组件的正、背面功率衰减分别为 0.23、 0.26。这主要是由于电池基底材料的差异，P 型 PERC 双面电池以 P 型硅为基底，其在抵抗光致衰减方面还有待改善 [2,3]；在抗 PID 衰减方面，传统的 P 型组件使用以乙烯- 醋酸乙烯为主体材料的 EVA 胶膜即可达到 85℃、85RH、-1500V、96 小时测试后功率衰减小于 5的要求，而 N 型电池则需要比 EVA 性能更高的聚烯烃（POE）胶膜才能保证其抗 PID 衰减的性能要求，但本次测试中，虽然以 P 型硅为电池基底的 P-PERC 组件使用了与 N 型 PERT 电池相同的 POE 胶膜，其 PID 测试后的功率衰减相对要高于 N-PERT 电池组件，另外，P-PERC 双面组件的背面功率衰减要高于正面的功率衰减，而 N 型 PERT 双面组件的功率衰减趋势与之相反，这主要与两种电池的钝化层结构有关；在老化性能对比方面，分别根据 IEC61215 标准要求通过 TC200、DH1000 测试对 P 型 PERC 和 N 型 PERT 双面组件的老化性能进行了对比，两种组件老化测试后的平均功率衰减均小于 2，能够满足测试标准的要求。参考文献 [1] International Technology Roadmap for Photovoltaics ITRPV 9th edition [EB /OL]. http//www.itrpv.net/Reports/Downloads/ [2] 宋登元，熊景峰．双面发电高效率 n 型 Si 太阳电池及组件的研制[J].太阳能学报，2013，34122146-2150． [3] Yu B, Song D Y, Sun Z G, Liu K M, Zhang Y, Rong D D, Liu L J. A study on electrical performance of N-type bifacial PV modules [J]. Solar Energy, 2016, 137 129-133. 作者简介姓名李亚彬主要研究方向光伏组件产品研发。 Email Yabin.liyingli.com 通信地址河北省保定市国家高新区朝阳北大街 3399 号邮政编码071051