雙玻、半片、疊瓦 哪種光伏組件發(fā)電量更高？

       盡管現(xiàn)在處于行業(yè)調(diào)整期，但投融資機(jī)構(gòu)還是對(duì)光伏行業(yè)信心滿(mǎn)滿(mǎn)，最近國(guó)內(nèi)權(quán)威證券機(jī)構(gòu)從技術(shù)角度出具了一份報(bào)告，分析了未來(lái)光伏組件的技術(shù)趨勢(shì)，并繼續(xù)推薦投資者關(guān)注光伏。

雙玻單面組件

雙玻組件由兩塊鋼化玻璃、EVA膠膜和太陽(yáng)能電池片經(jīng)過(guò)層壓機(jī)高溫層壓組成復(fù)合層。它包括由上至下依次設(shè)置的鋼化玻璃層、材料層（PVB、PO、EVA 或離子聚合物）、單晶或多晶電池組層、材料層、鋼化玻璃層。

各項(xiàng)性能優(yōu)，適用范圍廣

各項(xiàng)性能均改善，適用范圍顯著擴(kuò)大。由于雙玻組件采用雙玻璃壓制而成，其耐候性、發(fā)電效率都優(yōu)于傳統(tǒng)組件，尤其是對(duì)于分布在濕度較高、酸雨或鹽霧較大地區(qū)的光伏電站、農(nóng)業(yè)大棚光伏電站、大風(fēng)沙地區(qū)光伏電站，雙玻組件優(yōu)勢(shì)更加顯著：

透水率為零，衰減率、效率、壽命同步優(yōu)化。單玻組件的背板材料是一種有機(jī)材料，水汽可以穿透背板導(dǎo)致 EVA 樹(shù)脂快速降解，其分解產(chǎn)物含醋酸，醋酸會(huì)腐蝕光伏電池上的銀柵線、匯流帶等，使組件的發(fā)電效率逐年下降。而玻璃的零透水率使組件的電量損耗減少，發(fā)電效率提升，衰減率下降約 0.2 個(gè)百分點(diǎn)，壽命延長(zhǎng) 5 年達(dá)到 30 年左右。

機(jī)械性能良好，發(fā)電穩(wěn)定可靠。玻璃的耐磨性、絕緣性、防水性以及承載力都優(yōu)于背板，減少組件局部隱裂等問(wèn)題，使組件發(fā)電更穩(wěn)定可靠。此外，雙玻組件的防火等級(jí)由傳統(tǒng)組件的 C 級(jí)升到 A 級(jí)，防火性能顯著提高。

熱容量大，減少熱斑效應(yīng)。雙玻組件自身的熱容量較大，與普通組件相比其溫升速率較小，更不易受冷熱沖擊的影響。且玻璃與背板的熱擴(kuò)散系數(shù)相差 7 倍以上，采用雙玻組件可以很好地解決組件散熱問(wèn)題，減少熱斑損傷。

無(wú)鋁框設(shè)計(jì)，有效解決 PID。雙玻組件采用無(wú)框設(shè)計(jì)，沒(méi)有鋁框便無(wú)法建立導(dǎo)致 PID 發(fā)生的電場(chǎng)，大大降低了發(fā)生 PID 衰減的可能性。

衰減低壽命長(zhǎng)，發(fā)電量增幅超 20%

雙玻組件憑借更低衰減率可使發(fā)電量增長(zhǎng) 3%左右，但玻璃替代背板后透

光量增加帶來(lái)功率損失，因此雙玻組件綜合發(fā)電量增益約 1%：

增益：低衰減率貢獻(xiàn)發(fā)電量增幅 3%。由于雙玻組件的衰減率比單玻組件降低約 0.2 個(gè)百分點(diǎn)，相同發(fā)電條件下，雙玻組件的發(fā)電量較之傳統(tǒng)組件會(huì)提高 3%。

損失：透光量增加，損失功率 2%。由于 EVA 膠膜是透明的，沒(méi)有白色的背板反射電池片間的漏光，使得在電池中產(chǎn)生光電效應(yīng)的光量因透光較高而降低，組件會(huì)有至少 2%以上的功率損失。而使用白色EVA 做后側(cè)的封裝材料會(huì)出現(xiàn)白色 EVA 溢膠遮擋電池片的現(xiàn)象，無(wú)法完美解決功率損耗問(wèn)題。此外，雙玻組件的封邊方式會(huì)影響抗水器的功能，失去鋁框保護(hù)后對(duì)風(fēng)壓的耐受度也會(huì)受到一定影響。

雙面電池組件

雙面電池背面采用鋁漿印刷與正面類(lèi)似的細(xì)柵格，背面由全鋁層覆蓋改為局部鋁層。背面的入射光可由未被 Al 層遮擋的區(qū)域進(jìn)入電池，實(shí)現(xiàn)雙面光電轉(zhuǎn)換功能，相當(dāng)于增加了電池受光面積, 從而增加發(fā)電量。與單面雙玻組件類(lèi)似，雙面發(fā)電組件背面也采用玻璃或透明背板進(jìn)行封裝，優(yōu)化組件性能的同時(shí)增加背面透光量。

與單面雙玻組件相比，雙面雙玻組件在零透水率、優(yōu)良機(jī)械性能、少熱斑損傷、低 PID 概率等優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，性能與適用性進(jìn)一步加強(qiáng)：

工作溫度低，降低功率損失。溫度會(huì)對(duì)太陽(yáng)能晶硅電池的開(kāi)路電壓、短路電流、峰值功率等參數(shù)產(chǎn)生影響，溫度升高 1℃，峰值功率損失0.35% ~ 0.45%。雙面電池的背面是高透光的 SiNx材料，紅外光線可以穿透電池，不被電池吸收，正常工作下的溫度較常規(guī)組件低 5~9℃，減少功率損失。

可垂直安裝，適用范圍增廣。在理想的安裝傾角、距地高度以及地面反射率下，雙面發(fā)電組件能夠充分利用環(huán)境中的反射光和散射光發(fā)電。因此，除傳統(tǒng)安裝方式外，雙面發(fā)電組件還可以垂直安裝，適用于圍欄、太陽(yáng)能幕墻、高速公路隔音墻、采光型農(nóng)業(yè)大棚等場(chǎng)合。

雙面發(fā)電，發(fā)電量增益 5%~30%

系統(tǒng)層面，發(fā)電量增益 5%~30%。雙面電站系統(tǒng)的性能主要受系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝環(huán)境的影響。在同等標(biāo)稱(chēng)峰值功率、安裝地點(diǎn)的情況下，雙面發(fā)電組件發(fā)電量增益 15%~20%；增加組件高度及地面反照率后增益可達(dá)30%；

使用斜單軸或追蹤設(shè)備后增益甚至可達(dá) 50%以上。

電池背面效率略低于正面，背面透光導(dǎo)致正面效率略降：由于激光開(kāi)孔點(diǎn)仍然需要柵格來(lái)疏導(dǎo)光生電流，故電池背面大部分區(qū)域仍覆蓋了Al/Ag 漿，且鋁柵格導(dǎo)電性不如銀柵格，故鋁柵線較寬，背面覆蓋率高達(dá) 30%~40% ， 因 此 背 面 可 吸 收 光 線 的 區(qū) 域 有 限 ， 轉(zhuǎn) 化 效 率（10%~15%）明顯低于正面（20%以上）。同時(shí)，由于背面由全 Al 層改為局部覆蓋，透光量增加，電池正面效率可能會(huì)下降 0.2-0.5%。

發(fā)電增益受反射背景、組件朝向、安裝角度、離地高度的影響：雙面發(fā)電組件安裝角度可從 0°到 90°，角度越大較常規(guī)組件發(fā)電量增益越多；配合跟蹤軸等追蹤設(shè)備后發(fā)電量增加顯著；背景顏色越淺，背景反射率越高，發(fā)電量提升越多；離地高度越高，組件與地面之間的空間越大，則組件背面可接收的周?chē)�反射面越大，發(fā)電量越多。

半片電池組件

電流減半降低工作溫度，特殊串并結(jié)構(gòu)減少遮擋損失

半片電池技術(shù)使用激光切割法沿著垂直于電池主柵線的方向?qū)��?biāo)準(zhǔn)規(guī)格電池片(156mmx156mm)切成相同的兩個(gè)半片電池片(156x78mm)后進(jìn)行焊接串聯(lián)。為了與整片電池構(gòu)成的組件在電氣參數(shù)上一致，應(yīng)在組件內(nèi)部進(jìn)行電池片的串并聯(lián)。一種可能的連接方式為：每 20 片半片串聯(lián)，與另外一串20 個(gè)半片并聯(lián)，再整體與第二個(gè)這種并聯(lián)體串聯(lián)，再與第三串串聯(lián)，仍舊使用三個(gè)旁路二極管。

由于太陽(yáng)能晶硅電池電壓與面積無(wú)關(guān)，而功率與面積成正比，因此半片電池與整片電池相比電壓不變，功率減半，電流減半。

兼顧支架與土地利用率的同時(shí)，減少遮擋造成的發(fā)電量損失。常規(guī)光伏組件安裝在光伏電站上進(jìn)行組件陣列排布時(shí)，通常有縱向排布與橫向排布兩種方式。縱向排布組件的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便、支架利用率高、占地面積較小，缺點(diǎn)是在早晚陰影、灰塵、水漬、積雪等造成遮擋時(shí)，縱向排布的組件發(fā)電量損失比橫向組件更多。半片組件憑借其特殊的并串結(jié)構(gòu)，可以使組件在縱向排布提高支架與土地利用率的同時(shí)減少陰影遮擋造成的發(fā)電量損失。

工作溫度下降，熱斑幾率降低。由于減少了內(nèi)部電流和內(nèi)損耗，組件及接線盒的工作溫度下降，熱斑幾率及整個(gè)組件的損毀風(fēng)險(xiǎn)也大大降低。在組件戶(hù)外工作狀態(tài)下，半片組件自身溫度比常規(guī)整片組件溫度低 1.6℃左右。

電阻損耗減少 75%，功率增加 5~10W

電流減半，電阻損耗降低，功率提升 5~10W。將電池片切半進(jìn)行焊接串聯(lián)，使得其電流降為原來(lái)的 1/2，因此其電阻損耗就下降到原來(lái)的 25%（P=I2R）。得益于損耗功率的降低，填充因子與轉(zhuǎn)換效率有所提升，比同版型 120 片組件功率提升 5-10W(+2%~4%)甚至更高。

工作溫度低，減少溫升帶來(lái)的功率損耗。半片組件戶(hù)外工作溫度比常規(guī)組件低 1.6℃左右，按照組件功率溫度系數(shù)-0.42%/℃計(jì)算，同等條件下半片組件比整片組件功率輸出高 0.672%（按普通組件功率 280W 的估算，功率提高 1.88W）。

多主柵電池組件

技術(shù)逐漸成熟，組件可靠性提升

從金屬電極遮擋電池減少有效受光面積，以及柵線材料銀價(jià)格較高的角度考慮，柵線應(yīng)越細(xì)越好。然而，柵線越細(xì)、導(dǎo)電橫截面積越小、電阻損失越大。此外，組件內(nèi)電池片之間由焊帶與主柵相連，柵線的改動(dòng)還涉及焊接工藝變化，因此柵線的設(shè)計(jì)需要在遮光、導(dǎo)電性及成本之間取得平衡。

近年來(lái)，隨著硅片尺寸變大、網(wǎng)印技術(shù)改進(jìn)、硅片成本下降導(dǎo)致正極銀漿成本占比增加，多主柵技術(shù)難度越來(lái)越小而性?xún)r(jià)比日漸提升，多主柵(Multi-Busbar，MBB)甚至無(wú)主柵電池的市占率逐步提升，2017 年起部分大廠開(kāi)始推出多主柵電池片，預(yù)計(jì)未來(lái)將逐步成為主流。

組件可靠性提升。由于柵線密度增大，間隔小，即使電池片出現(xiàn)隱裂、碎片，多主柵電池功損率也會(huì)減少，仍能繼續(xù)保持較好的發(fā)電表現(xiàn)。同時(shí)，焊接后焊帶在電池片上的分布更為均勻，分散了電池片封裝應(yīng)力，從而提升了電池片的機(jī)械性能。

降電極電阻與遮擋，組件功率提升 5-10W

多主柵電池片大多采用9/12 條柵線設(shè)計(jì)，增加了柵線對(duì)電流的收集能力，同時(shí)有效地降低了組件工作溫度，提高組件長(zhǎng)期發(fā)電性能，組件效率可提高2.5%，功率可提升5-10W。

電池內(nèi)柵線密化，電阻損耗降低。雖然電極變細(xì)使串聯(lián)電阻提高，但多主柵技術(shù)通過(guò)增加?xùn)啪�的數(shù)量，將柵線密化，減小了發(fā)射區(qū)橫向電阻；通過(guò)增加?xùn)啪�橫截面積（減小柵線寬度，增加?xùn)啪�高度），減小了導(dǎo)線電阻。每條主柵線承載的電流變少，電流在細(xì)柵上的路徑變短，功率損耗得到有效降低。

有效受光面積增大。更細(xì)更窄的主柵設(shè)計(jì)有效地減少了遮光面積，有效受光面積增大。多主柵電池與 5BB 電池相比遮光面積大約減少 3%。

圓形焊帶的二次光反射效應(yīng)增加電池光的吸收利用率。使用傳統(tǒng)扁平/方型焊帶時(shí)，焊帶上方的入射光基本被反射損失掉，而圓形焊帶上方的入射光經(jīng)過(guò)玻璃二次反射可被電池片有效吸收利用，從而提高光生載流子的收集率。

疊片電池組件

采用無(wú)主柵設(shè)計(jì)，電池交疊互聯(lián)無(wú)焊帶

疊片電池組件技術(shù)將電池片切割為 4-5 份小片，再將電池正反表面的邊緣區(qū)域制備成主柵，然后使前一片電池的前表面邊緣與下一片電池的背表面邊緣互聯(lián)。這樣的設(shè)計(jì)使得電池片以更加緊密的方式互相連接，電池間縫隙降到最低，邊緣甚至稍微重疊。疊片組件技術(shù)采用整體無(wú)主柵設(shè)計(jì)，通過(guò)一種類(lèi)似導(dǎo)電膠的方式將電池以串并聯(lián)結(jié)構(gòu)緊密排布，省去了焊帶焊接。

疊片技術(shù)采用無(wú)主柵設(shè)計(jì)，降內(nèi)耗提功率的同時(shí)大幅度降低了反向電流對(duì)組件產(chǎn)生熱斑效應(yīng)的影響，提高了組件的機(jī)械性能。

解決熱斑問(wèn)題，抗裂能力增強(qiáng)。由于疊片組件獨(dú)特的排列方式，降低了焊帶電阻對(duì)組件功率的影響，保證了組件封裝過(guò)程中的最小功率損失，降低了反向電流對(duì)于組件產(chǎn)生熱斑效應(yīng)的影響。疊瓦組件特有的柔性連接，可以****程度地減少由于組件運(yùn)輸與現(xiàn)場(chǎng)安裝可能帶來(lái)的電池片隱裂，控制隱裂延展。

適用于高緯度及土地集約等高遮擋地區(qū)。與其他常規(guī)組件比，疊片組件在部分遮光條件下?lián)p耗功率更低，因此更適合于高緯度地區(qū)、土地集約項(xiàng)目以及分布式項(xiàng)目等。

可放電池片數(shù)量增加13%，組件功率可提升15-20W疊片技術(shù)通過(guò)交疊電池小片，實(shí)現(xiàn)無(wú)電池片間距，在同樣面積下可以放置更多的電池片，從而有效擴(kuò)大了電池片受光面積，發(fā)電增益可達(dá)18.5%，組件效率可提升到18.81%，遠(yuǎn)高于半片、多主柵等組件技術(shù)：密度大，省空間，同版型組件可放置電池片數(shù)量增加 13%。2017年主流的疊瓦版型是將 1 片常規(guī)尺寸的電池片（156mm 邊長(zhǎng)）切成5小片，34小片串聯(lián)成為一串，2串串聯(lián)后再并聯(lián)形成一個(gè)組件。組件中，電池片總面積相當(dāng)于68片156mm×156mm電池，組件面積相當(dāng)于60片156mm×156mm電池的版型，其尺寸為1623mm×1048mm×40mm，即同版型組件中電池片數(shù)量增加 13.3%。

采用無(wú)主柵設(shè)計(jì)，減少金屬柵線遮光面積。疊片電池的無(wú)主柵設(shè)計(jì)減少了金屬柵線遮光面積，提高組件輸出功率。

串并結(jié)構(gòu)減少內(nèi)阻，降低遮光影響。疊片組件特殊的串并結(jié)構(gòu)降低了組件內(nèi)阻與內(nèi)部功耗。并聯(lián)電路設(shè)計(jì)使疊瓦組件功率下降與陰影遮蔽面積呈線性關(guān)系，與其它常規(guī)組件相比在部分遮光的條件下表現(xiàn)更好。