当前,perc光伏组件生产线几乎已经成为主流商的标配,其效率比传统组件高1%或更多。据分析,未来三年的市场占有率将大幅提高,成为主流产品。那么,究竟什么是?
什么是perc技术
perc(passivatedemitterandrearcell)电池,全称为“发射极和背面钝化电池”,是从常规铝背场电池(bsf)结构自然衍生而来。常规bsf电池由于背表面的金属铝膜层中的复合速度无法降至200cm/s以下,致使到达铝背层的红外辐射光只有60-70%能被反射,产生较多光电损失,因此在光电转换效率方面具有先天的局限性;而perc技术通过在电池背面附上介质钝化层,可以较大程度减少这种光电损失,从而提升光伏电池1%左右的光电转换效率。perc是电池和组件组装方面的一项创新。
发展之路并不平坦
perc电池最早起源于上世纪八十年代,1989年由澳洲新南威尔士大学的martingreen研究组在appliedphysicsletter首次正式报道了perc电池结构,当时达到22.8%的实验室电池效率。1999年,实验室研究的perc电池创造了转换效率25%的世界纪录。perc电池的实验室制备,采用了光刻、蒸镀、热氧钝化、电镀等技术。
在传统的光伏电池中,有铝金属化层,它在电池背面的整个区域进行接触。光子进入电池并激发电子,这些电子只有到达顶部发射层才能发电。较长的波长通常会激发电池底部附近的电子,这些电子很可能会重新被吸收,并且可能永远不会到达发射层,这只会导致组件发热。
perc电池与常规电池最大的区别在于背表面介质膜钝化,采用局域金属接触,大大降低背表面复合速度,同时提升了背表面的光反射。perc技术通过提高电池在较长波长下捕捉光的能力来提高效率,特别是在清晨、傍晚或多云的情况下优势明显。perc技术在电池和铝层之间添加了一层薄的介质层。任何穿过电池而不产生电子的光都会被这层介质反射回来。因此,这种光有第二次产生光电子的机会。
perc组件仍未大规模市场化
与所有新技术一样,perc 技术也经历了一些成长的痛苦。
第一, 更高的成本。由于电池有多层,在perc光伏电池的制造中需要更多的步骤,从而导致更高的成本。目前,perc光伏组件的价格为2元/瓦左右。当前的有利情况是,perc效率的提高快于成本的增加,原材料成本也在下降,而且趋势表明,perc将取代传统的电池结构。
第二,受光致衰减(lid)影响。光致衰减是指组件首次暴露在光照下后功率损失的百分比。由于perc电池中掺杂水平较高,因此采用perc技术后,光致衰减的负面效应会增加。
业内看好perc技术
当前,在全球市场上增加perc技术占比的热潮已经开始,并将在未来几年继续快速增长。
对于组件制造商来说,转移到perc技术生产线只需对现有电池生产线进行最小的改造,就可以轻而易举地生产出优质的产品,而无需付出大量的资本来彻底更新现有设备。
此外,采用perc技术的电池板给开发商和设计师提供了更多的自由。
perc组件单位面积功率更高,在弱光条件和高温下性能良好。考虑到总发电量而不是峰值功率,显然perc组件更优越。设计师可以利用更少的组件来实现总输出功率目标,而且占地面积更少。