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 編者按：3月28日，第20屆非洲國(guó)際電力工業(yè)展覽會(huì)在約翰內(nèi)斯堡桑頓國(guó)際會(huì)展中心開幕。我國(guó)光伏企業(yè)英利展示的N型硅“熊貓”雙面發(fā)電組件，成為客戶關(guān)注的焦點(diǎn)。

3月28日，第20屆非洲國(guó)際電力工業(yè)展覽會(huì)在約翰內(nèi)斯堡桑頓國(guó)際會(huì)展中心開幕。我國(guó)光伏企業(yè)英利展示的N型硅“熊貓”雙面發(fā)電組件，成為客戶關(guān)注的焦點(diǎn)。

陰影中的背面也能發(fā)電？是的。當(dāng)人們對(duì)光伏發(fā)電的印象，還停留在大片向日葵一般朝向太陽的電池板時(shí)，技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)顛覆既有認(rèn)知。雙面發(fā)電，正成為光伏行業(yè)的熱門方向。

1428塊中國(guó)“雙面”進(jìn)歐洲

非洲全年陽光充足，年平均峰值時(shí)數(shù)可達(dá)到約2100小時(shí)，是光伏發(fā)電最理想的應(yīng)用地域。而相對(duì)于火力、核電等需求大規(guī)模投資和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的方式，清潔的光伏發(fā)電，更適合非洲的實(shí)地狀況。這也是許多非洲客戶對(duì)“熊貓”雙面發(fā)電組件感興趣的原因。

據(jù)英利方面介紹，“熊貓”雙面發(fā)電組件集成了英利自主研發(fā)的N型單晶太陽能電池技術(shù)、新型封裝技術(shù)和抗組件衰減技術(shù)，具有雙面發(fā)電特性。組件背面能夠接收周圍的反射光和散射光產(chǎn)生電力。在理想安裝條件下，可多發(fā)電10%—30% 。

資料顯示，目前全球?qū)嶒?yàn)室單晶硅太陽電池的光電轉(zhuǎn)換率最高為26.3%，行業(yè)規(guī)?；a(chǎn)平均水平為20%左右。在工業(yè)化生產(chǎn)太陽電池效率提升緩慢的背景下，研發(fā)雙面發(fā)電電池可有效地提升發(fā)電量。這等效于電池效率得到提升，顯然有助于光伏發(fā)電的商業(yè)化普及。

雖然非洲客戶興趣濃厚，但率先對(duì)雙面發(fā)電作出反應(yīng)的，卻是近年來一直對(duì)中國(guó)光伏很不友善的歐洲市場(chǎng)。

近日，歐洲最大的雙面發(fā)電光伏項(xiàng)目，在Amtech Systems旗下子公司Tempress Systems的荷蘭總部開工建設(shè)。該項(xiàng)目總裝機(jī)量約為400千瓦，全部采用英利“熊貓”雙面發(fā)電產(chǎn)品。項(xiàng)目預(yù)計(jì)將在2017年第二季度完工，建成后年發(fā)電量將超過40萬度，相當(dāng)于減少二氧化碳排放416噸，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤煤160噸。

據(jù)英利綠色能源產(chǎn)品管理部副經(jīng)理王志新介紹，荷蘭項(xiàng)目一共使用了1428塊英利“熊貓”雙面發(fā)電組件。這些組件集成了英利N型單晶太陽能電池技術(shù)，由兩層2.5mm厚的鋼化玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)的背板和玻璃結(jié)構(gòu)，能夠提供30年線性質(zhì)保。

背朝太陽發(fā)電是何原理

雙面發(fā)電為什么火起來，原因很簡(jiǎn)單：提高了發(fā)電量。但人們更感興趣的是：陰影之下的背面，如何能夠發(fā)電？

回答這個(gè)問題，需要先區(qū)分光伏電池的兩種類別：P型與N型。

據(jù)“光伏材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的研究人員介紹，N型硅電池指使用N型硅片制作的太陽能電池。不同于P型摻雜的硼，N型硅片中摻雜的是磷。兩種不同的摻雜使得半導(dǎo)體的多數(shù)載流子的類型正好相反。

而雙面發(fā)電電池，是指硅片的正面和反面都有部分覆蓋的金屬柵線結(jié)構(gòu)，都可以接受光照并能產(chǎn)生電壓和電流的太陽電池。

這種電池可以用P型硅片制造，也可以用N型硅片制造，但是N型硅片做成雙面發(fā)電電池后，效率更高，性價(jià)比更好。“熊貓”雙面發(fā)電組件使用的是N型單晶太陽能電池。與普通的P型電池相比，其在高溫和弱光情況下發(fā)電性能更好，效率衰減更低。

當(dāng)太陽光照到N型硅雙面電池的同時(shí)，會(huì)有部分光線被周圍的環(huán)境反射到雙面電池的背面，這部分光可以被電池背面特殊的絨面結(jié)構(gòu)捕獲，被電池吸收后產(chǎn)生光電流，提高了電池的發(fā)電功率。

相比之下，單面電池的背面被金屬電極完全覆蓋，厚度過高，光無法穿透背面金屬電極被硅吸收。因此，單面電池幾乎無法利用由背面射入電池的光線。在電池背面反射率不為零的情況下，雙面電池比單面電池具有更高的發(fā)電功率。

光伏材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任宋登元博士告訴科技日?qǐng)?bào)記者，N型雙面電池有幾大優(yōu)勢(shì)：第一是雙面發(fā)電，背面可以提供10%—30%發(fā)電增益；第二，采用N型硅片極大地削弱了應(yīng)用初期的光致衰減效應(yīng)，而常規(guī)P型電池組件在25年的壽命中會(huì)有約20%的功率衰減。N型電池組件在30年的壽命中功率衰減更低；第三，雙面電池的溫度系數(shù)，比常規(guī)鋁背場(chǎng)電池低，在高溫情況下發(fā)電性能更好。

用技術(shù)創(chuàng)新抓住復(fù)興機(jī)遇

我國(guó)《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出到2020年，光伏項(xiàng)目電價(jià)可與電網(wǎng)銷售電價(jià)相當(dāng)。國(guó)家能源局副局長(zhǎng)李仰哲曾表示，這個(gè)目標(biāo)向行業(yè)傳遞出一個(gè)信號(hào)，就是一定要進(jìn)一步通過科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，加快成本下降步伐，盡早使行業(yè)擺脫對(duì)政策補(bǔ)貼的依賴。

“光伏行業(yè)發(fā)展最核心的競(jìng)爭(zhēng)力是度電成本，歸根結(jié)底是技術(shù)創(chuàng)新。”宋登元說。據(jù)介紹，影響光伏發(fā)電成本的主要因素是初始投資、發(fā)電量、系統(tǒng)效率和融資成本。除融資成本外，其他方面都和技術(shù)發(fā)展水平息息相關(guān)，尤其是光伏組件的技術(shù)水平，因其在整個(gè)系統(tǒng)中的初始投資比重最大，并直接影響發(fā)電量和系統(tǒng)效率。

相對(duì)于其他技術(shù)路線，N型硅雙面發(fā)電組件因其出色的發(fā)電量和優(yōu)異的可靠性，在降低度電成本方面有天然的優(yōu)勢(shì)。有統(tǒng)計(jì)顯示，在相同裝機(jī)容量的情況下，N型硅雙面發(fā)電組件可以大幅度節(jié)省土地、支架、電纜、運(yùn)維等投資，并在生命周期內(nèi)進(jìn)一步提升發(fā)電量和優(yōu)化系統(tǒng)效率。據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會(huì)（SEMI）發(fā)布的國(guó)際光伏技術(shù)路線圖（ITRPV）預(yù)測(cè)，N型單晶硅電池比例將從2016年的7%左右提高到2022年的30%左右。

“在黑硅、PERC（鈍化發(fā)射極背面接觸）、N型單晶雙面發(fā)電技術(shù)突飛猛進(jìn)的情況下，高效光伏產(chǎn)品正在成為市場(chǎng)主流趨勢(shì)。全球光伏行業(yè)正在面臨一場(chǎng)以技術(shù)為競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)的革新大潮。”宋登元說。

據(jù)悉，國(guó)家能源局為進(jìn)一步促進(jìn)光伏前沿技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，將在現(xiàn)有“領(lǐng)跑者計(jì)劃”基礎(chǔ)上，推出升級(jí)版的領(lǐng)跑者計(jì)劃，涉及多個(gè)先進(jìn)的產(chǎn)品或技術(shù)類型。雙面電池技術(shù)就是其中之一。

目前，英利“熊貓”N型雙面發(fā)電光伏組件已經(jīng)通過了“領(lǐng)跑者”先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的國(guó)家認(rèn)證，有望成為中國(guó)光伏以技術(shù)創(chuàng)新走出長(zhǎng)期低谷的代表。

自2009年開始研發(fā)至今，新一代熊貓電池正面效率可達(dá)到21.5%，背面發(fā)電效率可達(dá)到正面的90%以上，正面+背面的綜合電池效率超過了24.5%，可降低25%以上的系統(tǒng)成本，對(duì)加快實(shí)現(xiàn)太陽能光伏平價(jià)上網(wǎng)有著非常積極的推動(dòng)作用。今天，全球已有超過17吉瓦的英利光伏組件投入使用，占全球總裝機(jī)容量的約7%。英利集團(tuán)的市場(chǎng)范圍也由2009年的9個(gè)國(guó)家拓展到現(xiàn)在的100多個(gè)國(guó)家。

原標(biāo)題：中國(guó)“熊貓”收到歐洲“私信” 雙面發(fā)電或成中國(guó)光伏振興新路徑