N型双玻双面电池组件技术路线与系统解决方案-林洋光伏徐硕贤博士

2018 CSPV 西安 CTO徐硕贤博士 N型双玻双面电池组件技术路线 与系统解决方案 晶硅太阳能电池组件发展趋势 30 *ITRPV 2018 3th edition Wafer type-market share[]  单晶的市场份额逐渐增大，其中 n型未来将占据一半的份额。  N型电池组件相对 P型具有更高的转换效率和组件功率。 Average module output power in production 60 cells） 国内 N型产品主要分布  预计 2019年 Topcon的产能在 3GW左右， HIT产能 4GW。 1.5 1 0.3 0.07 0.07 1.2 0.6 0.3 0.03 0.07 1.5 1 0.6 0.5 0.15 0.12 0.1 0.045 23.0 23.0 23.0 22.8 22.5 21.3 21.1 21.3 21.5 21.0 23 23 23 22.5 23 22.8 23.8 22.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 计划投产 计划投产 计划投产 计划投产 计划投产 量产 量产 量产 中试 量产 计划投产 计划投产 计划投产 已量产 计划投产 已量产 已量产 已量产 天合 中来 林洋 乐叶 晶科 中来 英利 林洋 晶科 启新 爱康 通威 汉能 钧石 国电投 中智 晋能 上澎 TopCon PERT HIT 效率（ ） 产能（ GW ） 国内 N型产品信息汇总 效率预估 产能 目录 林洋光伏產品 现状 下一代技术选型 0 1 0 20 3 N solution系统解决方案 林洋 N型电池的 功率 效率趋势  林洋 N型 PERT电池采用最简单的双面扩散，双面 SiNx钝化结构  無氧化鋁的 目前量产效率达 21.6左右。 Cell/Module Pmax 310W 315W 21.50 313.9 89 10 21.60 314.3 74 25 21.70 315.6 21 78 21.80 316.6 7 93 21.90 317.3 0 100 22.00 318.0 0 100QuadPower MultiPower 目录 林洋光伏產品 现状 下一代技术选型 0 1 0 20 3 N solution系统解决方案 高效 电池 技术路线与选择 HIT IBC To pC on P- PER C HIT IBC To pC on HIT To pC on To pC on 电站长期收益与 差异性竞争 双面性，工艺稳 定性，电池成本 设备兼容性，电 池成本  PERC电池由于其兼容性好，更适合于常规产品电池升 级，未来其总产能突破 40GW，是多数大型常规制造业 公司的首选。但其效率具有瓶颈，再往上，会急剧增加 成本。  N型电池具有高效，高可靠性等优势，其潜力比 P型更 大，新建车间适合于 N型电池投产。 TOPCON在其中又 具有高效低成本特点，更适合于目前量产建线。  考虑到电站的长期收益与差异性竞争，过滤 P-PERC 高效技术路线 高效技术路线选择 最佳选择  IBC无法双面发电，且制程复杂量产良率偏低，过滤 IBC  HIT需要 CVD、 PVD设备，无法与目前产线兼容，且 电池成本过高，过滤 HIT  Topcon可以用较少的投人获得最佳的技术升级，是目前的最 佳选择 P-BSF PERC单 PERC双 N型电池 PERT TOPCO N HIT HBC IBC TBC 成本 /W N-HBC 不同类型电池成本效率的优势分析  常规 BSF电池升级 PERC电池 ， 效率提升明显 ， 成本 增幅较少；但持续提效 ， 效率增幅放缓 ， 成本增加 明显 。  N型 HIT电池效率高 ， 但目前成本太高 ， 后续升级为 HBC电池 ， 太高的成本亦无法规模量产 。  N型 PERT电池相较 PERC电池 ， 效率差异不大 ， 成 本略高 ， 升级 TOPCON电池 ， 效率增幅大 ， 成本增 加少 。 升级为 TBC也因成本太高 ， 不适合大规模量 产 。  TOPCON电池具有更低温度系数 ， 更高的转换效率 ， 更好的弱光响应 ， 成本较低 ， 便于目前产线升级 。  综合因素考虑 ， n型 TOPCON电池将是高效低成本 ， 便于产线升级的最佳考虑 。 效率 BSF P-PERC P-PERC SE Oxidation N-PERT N-TOPCON N-HIT N-TBC25. 0 24. 0 23. 0 22. 0 21. 0 20. 0 P PERC双面 N TOPCON N HIT 硅片 p n n 工艺难点 氧化铝钝化，激光开孔 硼扩散，多晶硅生产 /掺杂，氧化铝钝化 高效清洗，非晶硅制备， TCO制备，生产过程控制 国内代表 乐叶，晶科，阿特斯，晶澳 天合，中来，英利，林洋 上澎，晋能，中智，钧石 量产平均效率 21.7 22.5 22.5 实验室最高效率 晶科 23.9 Fraunhofer 25.6 Panasonic 25.2 双面率 75 85 85 成本 最低 中等 次高 衰减 首年 2.5，以后 0.5/年 首年 1.5，以后 0.5/年 零光衰 兼容性 常规量产升级，兼容性高 大部分工艺兼容，兼容性适中 完全新建车间，与常规产品不 兼容 综合评价 性价比高，需解决较高光衰问题， 特别是背面的衰减 目前处于中式阶段，潜力较大， 是 PERT电池的未来升级方向 效率较高，工艺步骤少，适于 产业化，但成本较高 可产业化高效晶体电池竞争力分析 林洋光伏電池量產技術路線 2017 2018 2019 21.5 22.0 22.5 22.0 SE MBB 22.4 MBB half-cut Black silicon ALD AlOx 23.0 TOPCON cell MBBhalf-cut 23.0 N-PERT 双面 21.6 Process Flow Alkali Texture Boron diffusion SSE Tunnel oxide/poly /ANN and doping Front passivation Rear passivation Printing Firing SSE  林洋 N型 Topcon电池采用的工艺路径较为简单，利于大规模量产。  Topcon电池相较于其他电池，切切半损失较小， CTM更高。 切半 白釉 叠瓦多主栅 1. 可降低光学损失； 2. 组件 CTM提升 2； 3. 功率增加 ≥6W；网格设 计兼容双面发电。 双面电池可叠加高效组件技术 1. 可降低组件电阻损耗； 2. 组件功率提升 5W以上； 3. 热斑影响小，技术成 熟。 1. 可降低金属化比例，节省单 耗大于 20以上； 2. 可降低光学遮挡，降低电阻 损失，电池效率提升 0.2以 上； 3. 组件功率提升 5W以上，可叠 加半片技术。 1. 单位面积功率最大方 案； 2. 减少光学遮挡损失； 3. 组件功率提升 30W以 上。 技术领跑者 电池技术 组件技术 单晶 P型 PERC 叠瓦技术 单晶 N型 PERT（ Topcon） 双面技术 单晶 P型 PERC（ Topcon） 多主栅技术 半片技术 SPE技术 微聚光技术 天 合 隆 基 晶 科 晶 奥 联合光 伏 三 峡 国 开 兴 业 23 23.08 23.8523.7 电池效率 天 合 隆 基 晶 科 晶 奥 联合光 伏 三 峡 国 开 兴 业 1.7 1.68 11.024 2020年预期 单瓦成本 天 合 隆 基 晶 科 晶 奥 联合光 伏 三 峡 国 开 兴 业 20.4 20.5 20.6720.66 组件效率  应用领跑者项目之规模大部分为每个 100MW， 只有少部分例外。而技术领跑者的每个项目则 都是 250MW。  第三批技术领跑者电池技术主要未 P型 PERC以 及 N型 Topcon技术，组件技术相对较多。  入选审报的的主流光伏企业，隆基 2个、天合 2 个、晶科 1个，晶澳 1个。其电池最高效率 23.85，组件最高效率 20.67，预计 2020年四 季度单瓦成本可以降低到 1元。 目录 林洋光伏產品 现状 下一代技术选型 0 1 0 20 3 N solution系统解决方案 项目开发 高效产品电站设计 施工管理 电站运维 资金保障 双面发电量增发承诺 总装机量 常规组件 10MW、双面组件实阵系统 100KW 安装地点 连云港朝阳区 （ 119.71E ,32.03N） 运行时间 2017年 12月 10日 -2018年 9月 30日 装机容量 组件类型 组件排布 安装倾角 接线方式 组件功率 并网时间 备注 51.04kW N型双玻双 面 横向 4*11 21 一字型 290W（正面） 2017.12 双面组件实证系统是在原有 10MW常规组件电站 19、 21区域内新建， 倾角、高度与常规组件保 持一致。组件最低点离地 高度 2.0米 51.04kW N型双玻双 面 C字型 290W（正面） 2017.12 52.8kW 常规单晶 单面 横向 4*12 C字型 275W 2016.7 双面组件总平图 双面组件实证系统照片 一、连云港 100K双面组件系统发电量分析 月份 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 合计 常规单面 59.865 71.372 76.783 126.476 133.250 129.820 130.264 104.349 128.827 90.670 1051.675 双面 （ C字型） 65.957 80.189 84.213 136.893 144.923 140.616 143.220 113.673 141.499 98.904 1150.086 双面 （一字型） 66.328 80.319 84.365 136.400 144.473 139.725 142.197 113.428 141.377 98.115 1146.727 双面 （ C字型） VS常规单面增发比 10.175 12.354 9.677 8.236 8.760 8.317 9.946 8.935 9.836 9.081 9.358 双面（一字型） VS常规单面增发比 10.795 12.535 9.876 7.847 8.422 7.630 9.160 8.701 9.742 8.211 9.038 发电量单位 kWh 2017.12-2018.9月度单位千瓦发电量及增发比例对比 注 1、以常规单面（ C字型）为参照，一字型接线方式比 C字型接线 少 0.32，因此在背景反射率低的类 似项目中，还是宜采用 C字型接线方式。 一、连云港 100K双面组件系统发电量分析 注图中是 19区域双面组件系统下方植物生长情况，影响场景的反射率。 拍于 20180727拍于 20180727 拍于 20180822 一、连云港 100K双面组件系统发电量分析 总装机量 常规组件 70MW、双面组件实阵系统 100KW 安装地点山东冠县宋村 （ 118.739E ,31.993N） 运行时间 2018年 5月 14日 -9月 30日 装机容量 组件类型 组件排布 安装倾角 离地高度 组件功率 并网时间 备注 51.04kW N型双玻双面 横向 4*11 28 1.0m 290W（正面） 2018.5 双面组件实证系统是在原 有 70MW常规组件电站 42、 43区域内新建， 倾角与常规组件保持一致。 51.04kW N型双玻双面 2.0m 290W（正面） 2018.5 53.76kW 常规单晶单面 横向 4*12 2.0m 280W 2016.11 双面组件总平图 双面组件实证系统照片 二、冠县 100K双面组件系统发电量分析 双面实证系统照片双面实证系统位置 图 2018.5-2018.9月度单位千瓦发电量及增发比例对比 发电量单位 kWh 月份 5月 6月 7月 8月 9月 合计 常规组件 2.0m 66.367 142.684 129.616 123.094 115.137 576.898 双面组件 1.0m 73.829 159.202 143.439 134.999 125.561 637.030 双面组件 2.0m 75.586 164.026 147.457 138.355 128.141 653.566 双面 1.0m VS 常规 2.0m 11.245 11.577 10.665 9.671 9.053 10.423 双面 2.0m VS 常规 2.0m 13.892 14.958 13.764 12.398 11.294 13.290 二、冠县 100K双面组件系统发电量分析 注目前的数据表明，双面组件在离地 2.0m高度比 1.0m高度发电量高 3左右。 总装机量 常规组件 135MW、双面组件实阵系统 100KW 安装地点内蒙古托克托县 （ 111.189E ,40.287N） 运行时间 2018年 7月 1日 -9月 30日 装机容量 组件类型 组件排布 安装倾角 组件功率 离地高度 并网时间 备注 76.56kW N型双面 横向 2*11 15、 35、 55可调 290W（正面） 1.7m 2018.7 双面组件实证系统是 在 原有电站 48区域 内新建，倾角与常规 组件保持一致。 31.9kW N型双面 竖向 2*11 290W（正面） 1.1m 2018.7 33.66kW 常规单面 竖向 2*11 255W 1.1m 2015.1 三、内蒙古乾华 100K双面组件系统发电量分析 双面实证平面布置 图 双面实证系统照片 三、内蒙古乾华 100K双面组件系统发电量分析 48区域常规组件 48区域双面组件 三、内蒙古乾华 100K双面组件系统发电量分析 月份 7月 8月 9月 合计 常规 组件（竖二） 132.989 148.430 132.465 413.884 双面 组件（竖二） 148.744 166.082 150.115 464.940 双面 组件（横二） 150.284 168.397 150.060 468.741 双面（竖二） VS 常 规（竖二） 11.847 11.892 13.324 12.336 双面（横二） VS 常 规（竖二） 13.005 13.452 13.283 13.254 2018.9月度单位千瓦发电量及增发比例对比 注以常规组件作为参考，双面组件横二安装比竖二安装系统发电量高出近 1。 四、永安双面组件实证电站发电量分析 彩钢瓦双面组件发电量增发对比 总装机量 5.13kw （常规组件 285W）， 15.39kW（双面组件 285W） 安装地点安庆永安电子屋顶 测试时间 2017年 9月 9日 – 2018年 09月 30日 四、永安双面组件实证电站发电量分析 1、双面平铺 VS常规平铺 测试时间 2017.09.09-2017.10.13 白漆面 4.69 蓝色面 4.59 2、双面 10白漆 VS双面 10蓝色 测试时间 2017.10.24-2017.11.22 3.2 3、双面 10白漆 VS常规 10蓝色 测试时间 2017.11.26-2018.09.30 9.26 2017.9-2018.9彩钢瓦双面组件系统发电量增发对比 四、永安双面组件实证电站发电量分析 2017.12-2018.9彩钢瓦双面组件系统月发电量增发对比 月份 2017 年 12月 2018 年 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 合计 白漆双面 10 75.83 44.58 76.20 104.89 124.77 107.51 131.25 142.52 145.02 112.69 1065.26 常规组件 10 70.78 41.33 69.92 96.90 114.15 97.95 118.71 129.40 132.36 103.45 974.95 白漆 /常规增 发比 7.13 7.87 8.98 8.24 9.30 9.75 10.56 10.14 9.57 8.93 9.26  双面组件白色彩钢瓦系统， 10倾角能比常规组件系统发电量累计高出 9.26。 电站基础信息 地区 电站名称 电站类型 并网日期 装机容量 MW 安装倾角 组件类型 连云港 中盛石榴 水泥屋顶 2017.12.31 2.13408 15 LYGF-Bb285M 连云港 首耀新海 水泥屋顶 2017.12.31 3.26598 15 QP60TPG-290 单位 MW发电量（万 kwh） 电站名称 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 合计（万 kwh） 中盛石榴 11.78 13.23 11.49 13.77 12.23 12.84 11.25 86.59 首耀新海 13.37 14.82 12.97 15.58 13.88 14.44 12.67 97.73 首耀新海 比中盛石榴 13.49 12.02 12.90 11.31 13.49 12.46 12.62 12.87 五、双面组件光伏电站发电量对比 -林洋连云港屋顶电站 五、双面组件光伏电站发电量对比 -林洋连云港屋顶电站 首耀新海电站（ N型双面组件）中盛石榴电站（常规单面组件） 两电站相邻且同时并网，装有双面组件的首耀新海电站比较装有常规组件的中盛石榴电站，发电量增发 12.87。 Thanks