光伏組件也叫太陽能電池板,是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件。一塊完整的光伏組件是由幾十塊太陽能電池片和接線盒及框架組合而成。由于單體太陽電池不能直接做電源使用,所以,想要作為電源則必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接和嚴(yán)密封裝成組件。
太陽能發(fā)電原理,太陽光照在光伏電池片的半導(dǎo)體p-n結(jié)上,形成新的空穴-電子對,在p-n結(jié)電場的作用下,空穴由p區(qū)流向n區(qū),電子由n區(qū)流向p區(qū),接通電路后就形成電流。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,并送往蓄電池中存儲(chǔ)起來,或推動(dòng)負(fù)載工作。
三種太陽能電池片技術(shù)
1、晶體硅太陽能電池技術(shù),有單晶硅和多晶硅的差別。優(yōu)點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)化率較高,轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到21%以上,缺點(diǎn)是售價(jià)較貴晶體硅太陽能電池技術(shù)是現(xiàn)在市場的主流技術(shù)。
2、薄膜太陽能電池技術(shù),優(yōu)點(diǎn)是材料用量少,售價(jià)較低,重大缺點(diǎn)是光電轉(zhuǎn)化率只有晶體硅的一半,轉(zhuǎn)換效率卻只有6%-10%,所以市場占有率一直很低。
3、新型太陽能電池技術(shù),優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換率高成本低。鈣鈦礦光伏電池有望最快量產(chǎn)的一種新型太陽能電池產(chǎn)品,單結(jié)鈣鈦礦電池理論效率極限可達(dá)33%,高于晶硅電池與薄膜電池。但是鈣鈦礦光伏電池最大的缺點(diǎn)就是效率衰減比較嚴(yán)重,效率衰減技術(shù)沒有解決前暫時(shí)不會(huì)大規(guī)模使用。
多晶硅光伏組件和單晶硅太陽能組件
1、多晶硅光伏組件:采用多晶硅片加工出來的光伏組件,多晶硅是使用多晶硅塊狀材料采用鑄錠工藝制造出來的(方形硅錠)。
2、單晶硅光伏組件:采用單晶硅片加工出來的光伏組件,單晶硅是使用多晶硅塊狀材料采用拉棒工藝制造出來的(圓形硅棒)。
P型光伏組件和N型光伏組件
1、P型光伏組件:采用P型太陽能電池片組裝的光伏組件。P型太陽能電池片是在電池片摻雜工序過程中滲入三價(jià)元素“硼”的硅片,也可以添加“鎵”元素。P型電池2023年已量產(chǎn)光伏組件轉(zhuǎn)換率約21.1%至21.5%左右。
2、N型光伏組件:采用N型太陽能電池片組裝的光伏組件。N型太陽能電池片是在電池片摻雜工序過程中滲入五價(jià)元素“磷”的硅片,也可以添加“砷”元素。N型電池2023年已量產(chǎn)光伏組件轉(zhuǎn)換率約22.1%至22.5%左右。
光伏組件結(jié)構(gòu)工藝種類
1、半片結(jié)構(gòu)工藝:將一片電池片切割成兩片再組合裝配成光伏組件。
2、疊瓦結(jié)構(gòu)工藝:將一片電池片切割成五至六片長條小片,再用導(dǎo)電膠將多個(gè)小電池片邊緣重疊組裝成光伏組件。
3、柔性組件工藝:柔性組件也叫輕質(zhì)組件,光伏組件可以折彎起來,特別適合曲面屋頂?shù)劝惭b,一種方案是采用疊瓦光伏組件工藝基礎(chǔ)上用柔性面板替代玻璃面板方案,另外一種方案是采用薄膜電池來做柔性光伏組件。
太陽能電池片尺寸分類
(一)182尺寸和210尺寸電池片介紹
1、182光伏組件陣容廠家:即單塊電池片尺寸為182的光伏組件(182mm*182mm)。
2、210光伏組件陣容廠家:即單塊電池片尺寸為210的光伏組件(210mm*210mm)。
(二)矩形光伏組件尺寸及電池片介紹
1、矩形光伏組件尺寸:2023年7月7日國內(nèi)9家光伏組件廠家達(dá)成一致意見,將矩形光伏組件尺寸統(tǒng)一為2382mm*1134mm。
2、矩形太陽能電池片尺寸:2023年8月8日國內(nèi)6家光伏組件廠家達(dá)成一致意見,將矩形太陽能電池片尺寸統(tǒng)一為182.2mm*191.6mm。
P型光伏組件和N型光伏組件技術(shù)路線對比
(一)P型電池片技術(shù)路線
1、bsf技術(shù)即鋁背場電池,鋁背場鈍化技術(shù),轉(zhuǎn)化效率低于20%,2015年時(shí)候?yàn)楣夥袠I(yè)主流電池技術(shù)占據(jù)90%市場,由于轉(zhuǎn)換率低,現(xiàn)在基本淘汰。
2、PERC技術(shù)即發(fā)射極鈍化和背面接觸技術(shù)。轉(zhuǎn)化效率23% 左右,現(xiàn)在主流技術(shù),市場占有率最高,基本大多數(shù)P型光伏組件都是采用PERC技術(shù),實(shí)際轉(zhuǎn)換率21%以上。2020年P(guān)ERC電池在全球市場中的占比已經(jīng)超過85%,且目前以雙面PERC為主。
(二)N型電池片技術(shù)路線
1、IBC全背電極接觸電池,IBC電池轉(zhuǎn)換效率逐年穩(wěn)步提升,電池量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率24.5%,理論轉(zhuǎn)換效率上限是 26.2%。
2、HJT異質(zhì)結(jié)電池,本征薄膜異質(zhì)結(jié)電池技術(shù),基本原理為以晶硅太陽能電池片為基層,再疊加薄膜太陽能技術(shù),大的歸類還是屬于N型組件技術(shù)路線,異質(zhì)結(jié)電池有HJT和HIT兩種,電池量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率為 24.73%,理論轉(zhuǎn)換效率上限是 27.5%。
3、TNC鈍化接觸電池,目前TNC電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率已超25.1%
4、TOPCon氧化層鈍化接觸電池技術(shù),量產(chǎn)最高效率超過25%,理論轉(zhuǎn)換效率上限是28.7%。
(三)P型和N型光伏組件誰更有發(fā)展前景
1、N型TOPCon電池的理論極限效率28.7%,市場量產(chǎn)N型光伏組件轉(zhuǎn)換率22.1%至22.5%左右,后續(xù)技術(shù)還有較大的提升空間。
2、P型PERC電池的理論極限效率24.5%,現(xiàn)在量產(chǎn)P型光伏組件轉(zhuǎn)換率21.1%至21.5%左右,技術(shù)發(fā)展空間已經(jīng)接近瓶頸,后續(xù)技術(shù)提升空間已經(jīng)很小了。
3、根據(jù)各電池片廠家最新技術(shù)動(dòng)向,P型基本只專攻PERC技術(shù)為主,而N型有四五種電池片技術(shù)在推進(jìn)中。雖然現(xiàn)在N型光伏組件產(chǎn)量低價(jià)格高,但是長期來看,N型占有率會(huì)有超過P型光伏組件,預(yù)計(jì)在2025年后N型光伏組件會(huì)成為主流光伏組件產(chǎn)品。
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