3月25日，隆基發(fā)布了雙面半片技術白皮書，該白皮書包括隆基Hi-MO3雙面半片組件的設計特點、性能優(yōu)勢、系統(tǒng)設計等內(nèi)容，具體分析了雙面組件結合半片技術后帶來的發(fā)電量優(yōu)勢、半片組件旁路二極管的啟動條件、隆基雙面組件在不同環(huán)境下的應用案例，對電站設計與投資者具有很高的參考價值。

1.介紹

隆基在2018年結合單晶P型雙面PERC技術與半片技術推出了Hi-MO3組件，該產(chǎn)品延續(xù)了Hi-MO1單晶PERC組件的高效率&低光衰及Hi-MO2雙面雙玻組件的高雙面率，應用了半片技術后，組件功率與產(chǎn)品可靠性得到了進一步提升。應用于光資源豐富地區(qū)的大型地面電站配合固定支架或平單軸跟蹤支架可實現(xiàn)最低度電成本，應用用于地表經(jīng)過高反光處理（如刷白漆）的分布式電站則可顯著提高項目的收益率。

P型PERC雙面技術是自2015年新出現(xiàn)的雙面技術1，相對傳統(tǒng)的N型雙面與異質(zhì)結雙面電池，PERC雙面電池采用低成本的P型硅片與鋁柵線電極，且也能夠獲得高轉換效率與最高約80%的電池雙面率，因此具有極高的性價比。隆基在雙面電池研發(fā)上可實現(xiàn)正面23.11%、背面18.97%的效率(Fraunhoer-ISE，2018.5，雙面率82.1%)，量產(chǎn)電池的正面效率也已達22%以上。

隆基高效PERC電池使組件具有優(yōu)秀的弱光性能與低功率溫度系數(shù)值，在2017、2018年連續(xù)獲得TüV萊茵“質(zhì)勝中國”光伏組件仿真第一名；低光衰技術更使隆基的PERC組件在戶外具有更好的發(fā)電表現(xiàn)，在PVmagazinetest中，隆基單、雙面PERC組件的發(fā)電量均在同類型產(chǎn)品中排名第一2。

半片技術使電池工作電流減半從而顯著降低焊帶上的能量損失，單晶PERC電池的高電流及雙面電池背面受光帶來的工作電流增益使得雙面PERC技術非常適合與半片技術相結合，帶來功率、發(fā)電量、可靠性的多重提升。

2.產(chǎn)品特點與性能優(yōu)勢

隆基Hi-MO3采用高可靠封裝材料，確保組件的抗PID性能并進一步提升了其長期可靠性；作為雙玻組件，有邊框Hi-MO3組件的正、背面均采用2mm厚度的玻璃從而減輕了組件的重量，便于安裝及與跟蹤支架的匹配；背面玻璃可以使用鍍有白色陶瓷網(wǎng)格的玻璃，這樣60片電池的雙面組件正面功率可以提升近5W；Hi-MO3采用B面寬度30mm的邊框使其可以承受正面5400Pa的靜載，該邊框采用短邊無C面設計以降低對背面電池的陰影遮擋，相對常規(guī)邊框可以提高雙面組件的發(fā)電量；在低載荷地區(qū)也可以使用無邊框的60片電池組件(120片半電池，玻璃厚度2.5mm)，這樣可以節(jié)省組件的成本并且避免了邊框對背面的遮擋；另外，筆形分體式接線盒的使用也使其不會遮擋電池背面。

圖1：Hi-MO3組件示意圖

光伏組件在實際運行中難免被鳥糞、樹葉等局部遮擋，如不及時清理持續(xù)的熱斑效應會使組件發(fā)生不可逆的衰減甚至失效，理論分析3與實驗數(shù)據(jù)均表明半片技術可以使組件熱斑溫度降低10——20oC，這將使Hi-MO3組件的可靠性得到進一步提升。

在實驗室正面打光測試時，半片技術可以使60片電池PERC組件的焊帶熱損耗降低5W以上，戶外光照好時考慮到雙面組件收到的背面輻照，所降低的熱損耗可達8W以上，此時雙面半片組件的工作溫度相比全片的雙面組件會有較明顯的差別，該溫差最高可達1oC以上，因此發(fā)電能力有所提升?；诟咻椪諘r明顯降低的內(nèi)部熱損耗與較低的工作溫度，Hi-MO3組件應用于全球光資源非常豐富的地區(qū)(一般溫度也很高)發(fā)電優(yōu)勢尤為明顯，如中國西部、中東、非洲北部與南部、澳大利亞、美國西部、墨西哥、智利等。根據(jù)EnriqueCabrera在德國太陽能研究中心(ISC-Konstanz)所作的實證4，90%的地表反射率時半片技術使雙面組件的系統(tǒng)效率提高了2.7%，在900W/m2以上輻照時，半片帶來的系統(tǒng)效率增益更達到4.3%。關于組件工作溫度需要指出的是，由于雙面PERC電池背面使用局部鋁柵線替代全覆蓋的鋁電極減小了對熱效應強的紅外光的吸收5，雙面PERC組件的工作溫度與單面PERC組件相當甚至略低。

目前市場主流的半片組件均采用了上半部分與下半部分并聯(lián)的設計，其中一半被大面積的陰影遮擋時并不會導致旁路二極管啟動，這使得半片組件在豎向安裝狀態(tài)下，早、晚前排組件陰影開始遮擋組件下半部分時，上半部分仍可正常發(fā)電(圖2a)；同樣的道理，如果安裝高度不高或者地形地表環(huán)境復雜，雙面組件上、下兩部分將受光不均，此時半片雙面組件的發(fā)電表現(xiàn)將優(yōu)于全片組件(圖2b)。

圖2：a)半片組件與全片組件(豎向安裝)在陣列陰影遮擋時的功率輸出情況，b)半片雙面組件與全片雙面組件在背面受光不均時的背面發(fā)電增益對比

以上大面積陰影遮擋時旁路二極管不啟動的優(yōu)勢并不妨礙半片組件二極管對組件熱斑的防護，根據(jù)實驗與理論分析，發(fā)電狀態(tài)下單塊半片組件當一片半電池90%面積被完全遮擋時旁路二極管開始啟動，而單塊全片電池組件則是在整片電池50%面積被完全遮擋時旁路二極管啟動；對于多個組件組成的光伏系統(tǒng)，以12塊組件為例，其中一塊半片組件的一塊半電池被遮擋20%的面積時旁路二極管啟動，對應的全片電池遮擋面積比例則為13%?？梢姲肫夹g使得組件在小面積遮擋時二極管更容易啟動，增加對組件熱斑效應的防護。另外，熱斑導致的溫升最大值發(fā)生在約10%的全電池面積遮擋時(圖4)，此時尚未達到旁路二極管啟動條件，半片技術使熱斑溫度降低約10——20oC的特性顯著提高了組件可靠性。

圖3：全片與半片組件旁路二極管啟動所需要的電池遮擋比例

圖4：全片與半片組件在不同電池遮擋面積時的熱斑溫度