隨著社會(huì)的進(jìn)步,，科技的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求越來越大,，而現(xiàn)有的能源有限，需要人們不斷發(fā)展新能源,，而太陽(yáng)能就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,，人們開始大力發(fā)展太陽(yáng)能能發(fā)電,。PERC光伏組件生產(chǎn)線幾乎已經(jīng)成為主流組件制造商的必配,，其效率比傳統(tǒng)組件高1%或更多。雖然傳統(tǒng)的光伏電池已經(jīng)達(dá)到了物理效率的極限,，但這種新的PERC結(jié)構(gòu)可以讓組件制造商提高更高的組件轉(zhuǎn)化效率,。據(jù)分析，PERC組件未來三年的市場(chǎng)占有率將大幅上升,，成為主流供應(yīng)產(chǎn)品,。因此，很有必要在此之前對(duì)PERC多一些科普級(jí)的了解,。
PERC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
上圖顯示了PERC技術(shù)是如何超越傳統(tǒng)的單晶組件的,。
什么是PERC技術(shù)?
PERC(PassivatedEmitterandRearCell)電池，全稱為“發(fā)射極和背面鈍化電池”,，是從常規(guī)鋁背場(chǎng)電池(BSF)結(jié)構(gòu)自然衍生而來,。常規(guī)BSF電池由于背表面的金屬鋁膜層中的復(fù)合速度無法降至200cm/s以下，致使到達(dá)鋁背層的紅外輻射光只有60-70%能被反射,，產(chǎn)生較多光電損失,，因此在光電轉(zhuǎn)換效率方面具有先天的局限性;而PERC技術(shù)通過在電池背面附上介質(zhì)鈍化層，可以較大程度減少這種光電損失,，從而提升光伏電池1%左右的光電轉(zhuǎn)換效率,。與需要在晶體層面突破的另一種電池 - 鈣鈦礦光伏相比,，PERC是電池和組件組裝方面的一項(xiàng)創(chuàng)新。
PERC技術(shù)的發(fā)展
PERC電池最早起源于上世紀(jì)八十年代,，1989年由澳洲新南威爾士大學(xué)的MartinGreen研究組在AppliedPhysicsLetter首次正式報(bào)道了PERC電池結(jié)構(gòu),，當(dāng)時(shí)達(dá)到22.8%的實(shí)驗(yàn)室電池效率。
到了1999年實(shí)驗(yàn)室研究的PERC電池創(chuàng)造了轉(zhuǎn)換效率25%的世界紀(jì)錄,。PERC電池的實(shí)驗(yàn)室制備,，采用了光刻、蒸鍍,、熱氧鈍化,、電鍍等技術(shù)。
PERC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來源
在傳統(tǒng)的光伏電池中,，有鋁金屬化層,，它在電池背面的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行接觸。光子進(jìn)入電池并激發(fā)電子 - 這些電子只有到達(dá)頂部發(fā)射層才能發(fā)電,。較長(zhǎng)的波長(zhǎng)通常會(huì)激發(fā)電池底部附近的電子,，這些電子很可能會(huì)重新被吸收，并且可能永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)發(fā)射層,，這只會(huì)導(dǎo)致組件發(fā)熱,。
PERC電池與常規(guī)電池最大的區(qū)別在背表面介質(zhì)膜鈍化，采用局域金屬接觸,，大大降低被表面復(fù)合速度,，同時(shí)提升了背表面的光反射。PERC技術(shù)通過提高電池在較長(zhǎng)波長(zhǎng)下捕捉光的能力來提高效率,，特別是在清晨,、傍晚或多云的情況下。PERC技術(shù)在電池和鋁層之間添加了一層薄的介電層,。任何穿過電池而不產(chǎn)生電子的光都會(huì)被這層反射回來 - 因此,，這種光有第二次產(chǎn)生光電子的機(jī)會(huì)。
為何PERC光伏組件仍未大規(guī)模市場(chǎng)化?
與任何新技術(shù)一樣,，PERC 技術(shù)也經(jīng)歷了一些成長(zhǎng)的痛苦：
1. 更高的成本：由于電池有多層,，在PERC光伏電池的制造中需要更多的步驟，從而導(dǎo)致更高的成本,。目前,，PERC光伏組件的價(jià)格為2元/瓦左右。當(dāng)前的有利情況是PERC效率的提高快于成本的增加,，原材料成本也在下降,，而且趨勢(shì)表明，PERC將取代傳統(tǒng)的電池結(jié)構(gòu),。
2. LID：光致衰減是指組件首次暴露在光照下后功率損失的百分比,。由于PERC電池中常用的摻雜水平較高,，因此采用PERC技術(shù)后，LID的負(fù)面效應(yīng)會(huì)增加,。甚至許多生產(chǎn)商也表示,，與傳統(tǒng)生產(chǎn)商相比，使用PERC組件的第一年損失更大,。真正的戶外測(cè)試結(jié)果仍是期待,。
電池和組件制造商為何感興趣?
轉(zhuǎn)移到PERC技術(shù)生產(chǎn)線只需要對(duì)現(xiàn)有電池生產(chǎn)線進(jìn)行最小的改造，制造商就可以輕而易舉地生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,，而無需花費(fèi)大量的資本支出來徹底更新現(xiàn)有設(shè)備,。在全球市場(chǎng)上增加PERC容量的熱潮已經(jīng)開始，并將在未來幾年繼續(xù)快速增長(zhǎng),。而對(duì)于組件制造商來說,，他們只需利用現(xiàn)有的生產(chǎn)線就能夠生產(chǎn)更高功率的組件，并不會(huì)增加建造成本,。
開發(fā)人員,、設(shè)計(jì)人員和安裝人員為何感興趣?
采用PERC技術(shù)的電池板給開發(fā)商和設(shè)計(jì)師提供了更多的自由，尤其是在處理非正統(tǒng)空間或曾經(jīng)被認(rèn)為不適合光伏安裝的地點(diǎn)時(shí),。PERC組件單位面積功率更高,，在弱光條件和高溫下性能良好?？紤]到總發(fā)電量而不是峰值功率,，顯然PERC組件更優(yōu)越。設(shè)計(jì)師可以利用更少的組件來實(shí)現(xiàn)總輸出目標(biāo),，而且占地面積更少,。設(shè)計(jì)人員能夠更靈活地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo),。
這種自由還允許降低BOS成本,。更多的發(fā)電量用更少的資源來實(shí)現(xiàn)，這些資源涓涓細(xì)流,，顯著降低軟成本,。此外，更具吸引力的溫度系數(shù)使PERC在高溫氣候條件下表現(xiàn)更好,，熱損失也更少,。最終用戶在全年度會(huì)有更好的收益。
金融資本為何感興趣?
由于PERC技術(shù)既不是新的,，也不是完全不同于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電池,，因此金融家支持先進(jìn)技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)降低了。通過使用成熟的技術(shù)并修改標(biāo)準(zhǔn)電池,，組件及其性能的固有風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)發(fā)生變化,，因而金融家對(duì)使用PERC技術(shù)制造組件的想法更有熱情,。它為住宅、商業(yè)和公用事業(yè)項(xiàng)目以經(jīng)濟(jì)有效的方式建立可靠,、長(zhǎng)期的電力輸出奠定了基礎(chǔ),。在整個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)的使用壽命內(nèi)，總發(fā)電量會(huì)增加,，而不會(huì)大幅增加每瓦的成本,。
PERC光伏技術(shù)不久的將來
PERC技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)組件的峰值功率更高，由于LID,，可能會(huì)對(duì)壽命性能產(chǎn)生負(fù)面影響,。峰值功率的增益目前約為6%，也就是說,，只有在大型光伏電站中表現(xiàn)得很明顯,。
從單晶電池片到單晶PERC電池片，0.3元/wp的溢價(jià)太高,，電站面積僅減少6%,。
因此，目前投資PERC或采用PERC產(chǎn)品仍有一定的風(fēng)險(xiǎn),，但隨著PERC技術(shù)的日趨成熟,，價(jià)格下降，風(fēng)險(xiǎn)被證明越來越低,。如果LID的問題完全得到解決,，成本開始與傳統(tǒng)組件匹配，PERC的應(yīng)用將會(huì)爆發(fā),。
在當(dāng)前N型TopCon技術(shù)尚未得到實(shí)證,，HIT異質(zhì)結(jié)成本仍過高，鈣鈦礦等遙遙無期的情況下,，PERC或許是當(dāng)前產(chǎn)線改造和升級(jí)最佳的選擇,。未來三年，PERC或?qū)⒊蔀榻M件市場(chǎng)的標(biāo)配,。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類利用,，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品,，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需,。