全球首届n型单晶硅双面发电光伏组件与电站设计创意大赛

主办单位: 苏州中来光伏新材股份有限公司

PVP365

中山大学太阳能系统研究所

承办单位: 泰州中来光电科技有限公司

协办单位: 西安特变电工电力设计有限责任公司

一. 大赛宗旨

科技正在深刻改变我们的世界，人类社会对清洁能源需求日益增加。光伏发电作为重要的绿色清洁可再生能源，在新的能源科技革命中扮演着举足轻重的角色。但是，随着上网电价逐步下调，降低度电成本成为必然趋势，提升发电量、降低系统成本是最重要的解决方案。N型单晶双面电池组件具有高转换效率、双面发电特点，可为提高光伏发电经济性的提升提供一个创新解决方案。本次大赛旨在集行业之智慧及创新理念，结合N型单晶双面电池组件之特性，共同推动高效光伏集成技术的发展，以进一步提升光伏产业竞争力。

二. 大赛组委会

组委会主席团：沈辉，王进，林建伟

秘书长：孙玉海

评审会主任：沈辉

评委会副主任：刘勇

评委会成员：沈辉，韩庆浩，徐湘华，宋登元，刘勇，王强，袁晓，张治，肖斌，刘正新，龚春景 (排名不分先后)

三. 大赛背景

1. 行业背景

目前p型晶硅电池占据晶硅电池市场的绝对份额。然而，不断追求效率提升和成本降低是光伏行业永恒的主题。n型单晶硅较常规的p型单晶硅具有少子寿命高、光致衰减小等优点，具有更大的效率提升空间，同时，n型单晶组件具有弱光响应好、温度系数低等优点。因此，n型单晶硅组件具有发电量高和可靠性高的双重优势。

根据国际光伏技术路线图(ITRPV2015)预测(图一)及NREL的高效电池研究表明(图二)，随着电池新技术和工艺的引入，n型单晶硅电池的效率优势会越来越明显，且n型单晶硅电池市场份额将从2014年的5%左右提高到2025年的35%左右。而且，高效电池已经成为行业发展必然趋势，各种高效技术纷纷呈现。顺应时代发展趋势，中来股份选择走n型晶体硅高效电池技术路线。

 *图一 ITRPV2015晶硅电池效率预测

 *图二 NREL高效电池研究

2. 中来股份介绍

苏州中来光伏新材股份有限公司(SZ300393)，致力于打造成全球一流的光伏领先集成产品制造运营商。经过八年奋斗发展，公司以领先技术为核心、以创新人才团队为驱动，聚焦太阳能光伏领域，构建了以“光伏辅材、高效电池、光伏应用”联动发展的友好型产业生态链运营模式。

中来股份高度重视技术研发投入，创新人才选拔模式，打造高效专业的国际化科技团队。荣获国家火炬计划项目重点高新技术企业，创建了江苏省光伏薄膜材料工程技术研究中心、CNAS、TUV NORD双认可实验室，公司已获专利107项，其中发明专利52项，授权22项，实用新型专利55项。背板产品获江苏省科技进步二等奖，苏州市科学技术一等奖，n型单晶硅双面电池项目获得姑苏创新创业人才奖。

今天，科技正以前所未有的力度改变着我们的世界，人类对绿色清洁能源的需求不断增长。回顾过去，我们的先进材料-光伏背板已经服务于全球超过20GW光伏电站，随着n型单晶硅双面电池大规模商业化投放市场和光伏集成技术广泛应用，中来股份必将迈上一个崭新的发展平台、构建一个全新的友好型光伏产业生态链。中来人秉承“和而不同，阳光未来”的共好经营理念，持续不断致力于绿色经济的太阳能产业，让阳光24小时为人类生活服务。

中来股份开始致力于n型单晶硅双面电池的研发制造，并投入总投资160,451万元，达产后将实现年产2.1GW n型单晶硅双面太阳电池的生产能力。该项目将由其在泰州市姜堰区设立的全资子公司泰州中来光电科技有限公司负责实施。由于存在技术瓶颈，目前国内能够实现n型单晶硅双面高效电池量产的企业很少。

在过去三年，中来为这个项目进行了深入的技术研究和储备，做出的技术突破主要表现在以下方面：

对n型单晶硅双面太阳能电池技术及工艺进行优化，开发了高效、低成本、可量产工艺技术路线;

n型单晶硅电池正面效率达21%，背面效率达19%;

离子注入工艺在太阳电池量产上的应用。

n型单晶硅双面太阳电池除了具有正面效率高，背面也发电的特点，还具有较低的光致衰减和较好的弱光响应特点，因此在一些冰雪地区、水面电站、垂直应用领域具有明显优势。据介绍，在日本北海道地区，已经有不少n型单晶硅双面组件应用在电站项目上，并取得不错收益率。

鉴于n型单晶硅双面电池的独特优势，中来股份计划于2016年分别在日本北海道雪地电站以及中国深圳分布式屋顶电站进行双面电池的应用与测试，以实际案例展示处于寒冷气候以及亚热带气候环境条件下双面电池的性能特点，尤其是成本及效率方面的优势。

3. 中来双面电池技术

A. 核心工艺技术

中来双面电池使用n型硅片，正面硼扩散形成p+层，背面离子注入磷扩撒形成n+层，双面沉积氮化硅减反膜，最后印刷银电极，核心工艺技术为：

扩散工艺(源的选择、温度和时间等参数对p-n结特性的影响)

离子注入法磷扩散，简化工艺，提升效率

前表面采用Al2O3/SiN钝化工艺，减少载流子复合

最新一代的二次印刷工艺，提升Voc，Isc和FF

 B. 产品特点

电池正面平均效率21.0%，最高效率可达21.15%;

n型单晶硅双面太阳能电池背面颜色均一，背面效率亦有19%;

无光致衰减，长期发电量高，使用寿命长;

单晶硅双面太阳能电池的背面也可以发电，应用范围更广，使用年限更长;

 C. 测试数据

某批次200片的IV测试数据分布，材料n型M1硅片，电阻率1-5 Ωcm，测试电性能稳定，效率分布集中。

 D. 应用范围和效率

a. 场景应用范围

n型单晶硅双面电池双面发电，单位面积发电量提高10~30%，收益率高。应用范围广，特别适用于屋顶、围栏、与光互补、农光互补、隔音墙等分布式发电系统和积雪较多区域。
 

 n型电池弱光条件下光谱响应好，电池背面漫发射的弱光也能贡献一大部分电量，在不同的合适的应用装机环境下发电量可提高10%-30%，如下计算表：

 b. 应用组件技术参数

1) 新组件技术

采用最新的4栅线技术，将太阳能电池组件效率提升到新的高度，配合中来自主研发的透明背板技术，并结合地面白色涂料的使用，将组件发电量提升10%以上。

2) 产品特性

更高的发电量

采用正面效率20.5%的双面电池片

利用周围环境漫反射光提高10%的发电量

超低的光致衰减(LID)，进一步提升发电量

优异的弱光性能，应对雾霾、阴天、早晨、傍晚

更轻的重量

更易操作，减少屋顶、支架的承重

减少运输费用支出

更好的可靠性

超过30项内部测试(包含紫外、热循环、湿冻、高温高湿、沙尘、盐雾、氨气等老化测试)

抗PID、无蜗牛纹

更好的客户收益

通过5400帕正面雪压，2400帕风压载荷测试

25年线性功率保证

25年性能质保保险

3) 电器参数(标准测试条件-正面)

4) 电器参数(标准测试条件-背面)

5) 机械参数

6) 温度额定值及极限参数

四. 大赛规则

1. 参赛对象

面对所有个人参赛者。

2. 设计基础

基于以上对中来n型单晶硅双面电池片的介绍，以此标的作为设计基础自由发挥。

3. 设计场景

参赛者任意选择场景(提示：包括屋顶，地面等)，设计体量为1MW，结合此n型单晶硅双面电池特性设计：

a. 组件;(或者选取中来规格组件如上应用组件技术参数)

b. 基于a点系统设配搭配;

c. 基于b的应用包括系统安装等;

4. 比赛评比项

5. 大赛时间表

6. 奖项设置