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單晶和多晶的發電量等優缺點比較

文字:[大][中][小] 2018-5-25    瀏覽次數:418    
編者按:盡管我們身處于科技突飛猛進發展的時代,人類社會的很多難題一道道被攻克,AI技術不斷挑戰人類智能極限,然而我們對有些基本事物的理解依然是錯誤的。就好像愛因斯坦對海森堡測不準原理的著名論斷——“上帝不擲骰子”!
 
海森堡1927年提出的測不準原理 ,即 —— 不可能同時準確測量一個粒子的位置和動量,對位置的測量會影響到動量,反之亦然。
 
當時,世界物理學界對此原理一片嘩然,很多重量級的物理學家都反對這個理論,就連愛因斯坦也對此不以為然,認為世界是可知的,是可以被描述的!
 
幾十年過去了,測不準原理已經成為量子物理的基本定律之一!
 
光伏業,也有類似的認知錯誤,即 —— “單晶組件發電量比多晶發電量高”。
 
去年我們與大家分享了單、多晶產品在澳洲DKASC測試平臺八年野外‘實戰’中的發電量。時間又過去一年,最新一年的系統的發電量表現如何?
 
澳洲DKASC測試平臺始建于2008年底,位于澳大利亞艾麗絲斯普林(Alice Springs, AU),由第三方獨立研究機構澳大利亞沙漠太陽能研究中心負責運營維護,并提供所有在測電站系統的發電量數據。該測試基地免費對外開放,有興趣的光伏同仁可以去澳洲實地考察,也可訪問DKASC的網站獲取電站信息。該測試平臺積累的不同類型組件的發電量數據為分析不同類型組件常年發電性能提供了公開可靠的數據來源。
 
自2008年, 全球共有24家組件制造公司將自己的組件送去DKASC電站系統平臺測試。目前,DKASC平臺共有40個電站系統,其中25個多晶系統,8個單晶系統,最長的電站系統已運營了近10年。
 
為了排除不同公司之間的工藝水平和選用的組件封裝材料對組件發電量的影響,我們選擇了BP Solar公司的兩套多晶和單晶5千瓦電站系統,對這兩個系統在2009年5月—2018年3月,106個月時間里的系統發電量進行對比,
結果顯示:
 
第一年,多晶組件的發電量比單晶組件高4.6%。
 
之后,雖然單晶組件的發電量有所恢復,但是在后續的8年運行中,單晶比多晶組件的發電量每年還是低2%左右。
 
九年平均,多晶的發電量比單晶高2.3%。
 
是什么原因造成多晶組件的發電量比單晶組件高呢?
 
有一個科學家公認的原因,那就是單晶硅片的‘間隙氧’含量比多晶硅片高一個數量級,因此導致單晶光伏組件的初始光衰高。
 
那么,為什么單晶的‘間隙氧’比多晶高呢?一個主要原因在于單晶棒拉制過程中,旋轉產生的‘刷鍋’效應,以及幾倍于多晶的長晶時間,導致坩堝中的氧大量析出。
 
此外,我們還意外的發現,多晶在夏天的發電量優勢更明顯,而且每年會有規律的發生,以2017-2018的月度數據為例:
 
為什么多晶在夏天光照好的時候,
 
發電量比冬天更高呢?
 
目前,我們對這個發電量差異現象還沒有答案,請業界的專家、大咖們發表意見,共同研究。
 
解決初始光致衰減的技術何在?
 
過去的兩年,光伏業創新技術層出不窮,改善初始光衰的技術解決方案也紛紛被應用于拉晶、鑄錠和電池生產,比如:摻鎵、光注入退火、電注入退火等。這些技術應該對降低單晶和多晶的光衰都有效。但到底有多少效果呢?我們歡迎光伏界的同行們提供更多的,使用最新單、多晶技術的光伏組件野外實測數據。
 
為避免“自說自話”
 
科學可靠的數據應該滿足以下條件
 
1、同樣的安裝條件和地點,第三方獨立機構公正、公開、可核查的數據;
 
2、足夠長的電站系統運營時間。

總結和建議
 
1. 單晶、多晶,本是兄弟,各有千秋。
 
2. 從同一廠家歸一化發電量的歷史數據來看,多晶光伏組件比單晶平均發電量高2.3%。
 
3. 更高的初始光致衰減(LID)可能是造成單晶光伏發電量偏低的主要原因,也可能還有其他機理導致九年仍不能恢復正常。
 
4. 光伏業界應立即出臺新的標準,加嚴測試硅片的氧含量,以及電池片和組件的‘初始光衰’。
 
5. 推廣摻鎵、光注入退火、電注入退火等新技術,并用科學的數據來檢驗這些新技術對單晶,多晶組件的效果。 
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