2017年10月12日 星期四

教你看懂太陽能展

教你看懂太陽能展


一年一度的太陽能盛會PV Taiwan即將來到,除了與業內的朋友們開心相聚,還可以在展會裡學些什麼?常有朋友抱怨太陽能電池片、模組看起來都一樣,不知道要看什麼。有鑑於此,我們整理了一些新技術發展的前因後果,教你怎麼看懂新產品的「眉角」。


4BB vs 5BB
先來一個入門級知識,今年會開始看到5BB電池片量產上市,什麼是5BB?又有什麼特色?

5BB5 Bus Bar的縮寫,講的是電池片上有五條粗導線(如下圖左),用來串聯電池片並且把電池片發的電帶出來使用。相較於新產品5BB,現有產品大部份是4BB(如下圖右)。

  
5BB                                                  4BB

5BB4BB的差別如下:
1.      電池片內部的電阻損耗較少:因為電池片所發的電要流到Bus Bar才能向外輸出,而Bus Bar越多越密集,電流流到Bus Bar的距離就越短,造成的電阻損耗也越少。
2.      提高電池片效率:為了降低遮光面積提昇電池片效率,電池片上的銀膠導線越做越細,但是越細電阻也越大。藉著增加Bus Bar的數量,可以減少電阻損耗的影響,達到電池片效率提昇的目的。
3.      降低隱裂的影響:隱裂發生時,電流走到Bus Bar的路徑被截斷,就會導致該區域的電無法輸出,形成壞死區域(在EL影像中呈現黑色暗區)。如果Bus Bar越密集,暗區形成的機會就會較低,暗區面積也會比較小,因此降低了隱裂的影響。

為了提昇電池片效率,電池片廠一直提昇Bus Bar數目,而模組廠的困難則是Bus Bar越來越細,串焊越來越難做。業界一般認為5BB已經到上限了,再來只能往Multi Wire(多主柵)的方向做,例如Meyer BurgerSmartwire模組,LGCello模組,他們使用很多條細線取代現有的Bus Bar。但是Multi Wire有其他的困難度,因此導入的廠商目前還不多,這兩年還是先看5BB表現。


高效模組
由於能源局政策鼓勵高效模組,讓躉購費率加6%,所以大家都很關注高效模組。目前主流是採用PERCPassivated Emitter Rear Cell)電池片的高效模組,但是PERC能提昇的效率有限,很快就會達到難以突破的上限,長期來看還是需要一個更有潛力技術,才能讓發電效率持續向上提昇。另一個已經在市場出現的潛力技術是HJTHeteroJunction Technology),這種電池片採用多層堆疊的結構,不但可以做到更高的效率,還有更多其他的優點,很有機會成為下一代的主要高效電池片技術。
HJT有三大優勢:
1.       溫度係數較小,年發電量優於其他矽晶電池片。
2.       使用n-型晶片沒有一般p-型晶片的LIDLight Induced Degradation,光致衰減)問題。
3.       HJT特殊電池片結構沒有PID效應。

模組在陽光照射下,溫度會升高至50~60℃,發電效率也會下降。溫度係數較小的電池片,發電功率下降幅度也比較小,因此年發電量會優於一般電池片。也因為這個緣故,HJT模組雖然目前價格比一般模組略高,但是每度電的發電成本卻可以低於一般模組,投資回收年限也比較低,尤其在高溫地區的效益更為明顯。關於HJTPERC更深入的比較,可以參見前文高效模如何選擇。目前生產HJT模組的廠家不多,有成精密是最早研究HJT模組的廠家,並做過1年以上實品戶外測試,大家可以在會場多了解一下他們的HJT模組。


高效多晶
目前市場上大多是高效單晶模組,只有少數高效多晶,為什麼?
如前所述,目前的主流是PERC技術,而PERC技術雖然可以提昇電池片發電效率,但是它有個缺點就是LID較傳統電池片嚴重。為了解決這個問題,電池片廠在生產過程增加一道工序,讓電池片在高溫、強光照射、或高電流條件下消除LID效應。
不過這種消除LID的方式對單晶電池片較有效,而多晶PERC電池片經過上述處理方式只能去除部份LID效應,因為它的LID機制較單晶複雜。所以目前電池片廠正在努力優化製程與材料來改善這問題。在製程優化成功之前,有一個需要特別注意的問題是優化後PERC電池片的LID一致性。若經過製程處理仍有少數電池片有LID問題,那麼封裝到模組後問題發生率會放大60倍,因為標準模組內有60片電池片,只要其中一片有較嚴重的LID,就會導致模組功率下降。下圖是我們在系統EL檢測中發現LID導致電池片不匹配的案例,這種缺陷除了造成發電降低,更糟的情況是衰退嚴重的電池片與其他電池片不匹配而發生高熱,把原本發電收益的問題變為品質與安全性問題。
系統EL檢測發現LID導致電池片不匹配

PERC多晶技術未成熟之前,若使用非PERC電池片來達到高效模組的門檻,也能讓模組長期發電更穩定。雖然非PERC多晶電池片的效率比PERC低一些,但有較穩定的LID特性,關鍵在於如何讓非PERC電池片生產的模組達到高效能?針對此問題,有成精密已導入先進封裝技術做出高效多晶模組,基本的原理是把封裝製程所造成的功率損失降到最低,甚至讓模組輸出功率超越原來電池片功率,藉此達到高效多晶模組的標準。簡單說,使用傳統模組製程與材料是無法達到高效的,必須有突破性的改變才能做到。
有成精密這次展出的WST- 285P6模組就是以此概念設計的產品,此產品通過標檢局VPC認證,三倍光的LID測試結果明顯優於同類產品,很值得去瞻仰一下。值得一提的是,有成精密內部評估,未來PERC多晶電池片之LID問題得到良好控制,再搭配先進封裝技術與模組設計,還可將高效多晶模組功率推向300 Wp大關。可惜無法在此跟大家分享技術細節,各位可以到展會上研究一下這個創新產品跟一般模組有何不同之處,現場問問廠家願意透漏多少囉!

經過以上說明,相信大家可以更了解各種主要技術的差異,不再看起來都一樣。祝大家展會中大有斬獲,看展之餘也歡迎來參加PV MagazineSEMI主辦的Quality Roundtable,這是不同於一般研討會的方式,讓台下的人有更多參與討論的機會。傑博將與PV Magazine主編共同主持,跟大家一起討論太陽能電站所遇到的品質問題,詳情請見品質圓桌會議

延伸閱讀:

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本文由有成精密贊助,傑能科技顧問獨立製作,
所有技術議題皆以公正角度分析。
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