光伏电站质量考察——从效率到寿命

“领跑者”下的效率比拼

在国家加快实现低碳发展的进程中，急速扩大的光伏规模成为政府实现承诺的保障之一，力争用100GW的巨额指标将2030年的碳排放比2005年下降60%-65%。

这也让政府层面更加重视光伏行业的质量问题，坚决撕掉“madeinchina”的劣质标签。工信部、国家能源局、国家认监委日前联合印发《关于促进先进光伏技术产品应用和产业升级的意见》，提高光伏产品市场准入门槛，确保光伏电站工程质量。并且，发挥市场对进步的引导作用，每年安排专门的市场规模实施“领跑者”计划，要求项目采用先进技术产品。据悉，“领跑者”计划要求多晶硅电池组件和单晶硅电池组件的光电转换效率分别达到16.5%和17%以上。

这在杜邦大中国区电子与通讯事业部总裁郑宪志看来，16.5%和17%对于大多组件生产企业来说，都能达标，这两个数据更多体现的是标准的底线。“但是其意义是积极的，这表明国家部委对新能源产业的重视，同时也表明了，从国家宏观层面已经开始着手规范整个光伏生产体系的完善。”

就晶硅电池的转换效率而言，在经过多年的快速攀升之后，目前已经到达了瓶颈期，这样的现状也得到了郑宪志的确认。“传统晶体硅光伏发电技术整体的发展阶段已经处于相对成熟期，就目前来看，其实际平均转换效率在提升空间上的确有所放缓，我们内部初步测算，目前每年的平均提升约为0.2。相对于几年前，这样的增速，的确是慢了很多，这是行业技术发展必须面临的问题。然而，新的技术也不是没有，例如PERC（局部背钝化电池）、N型电池、IBC（背接触式）电池等对于效率的提升都很显着的，只是仍需要考量商业化生产的效益比，要对相应的制作工艺、设备做一些优化和投资。PERC是目前最有希望的电池技术，而杜邦在这方面可提供相应完整的产品系列。”郑宪志说。

在难以突破转换效率的瓶颈下，突击“领跑者”的重任就落在了如何有效预防电池进一步衰减的重任上。

众所周知，光伏组件衰减与封装材料的性能退化有关，特别是起防御作用的光伏背板。近期，杜邦进行了一项研究光伏电站的光伏组件可靠性调研项目，同时检查了全球超过60个光伏项目（装机总量大于200MW，组件数量大于150万个），这些项目遍布北美，欧洲以及亚太地区。检查结果发现，41%的所检查组件存在缺陷。在组件中电池质量存在问题的占24%，背板占9%，封装材料占4%，玻璃占2%，失配占1%。很多电站在6年内就出现50%以上比例的组件外观问题，如背板变黄、焊带腐蚀、背板开裂、蜗牛纹、EVA发黄等。

而光伏背板变黄、开裂、风沙磨损、热斑熔化开裂燃烧、老化等，不仅将加速组件功率衰减、减少使用寿命，而且将使组件内部的封装材料和电池直接曝露在严苛的户外环境中，引发封装材料水解、电池和焊带腐蚀以及脱层等问题，严重的还会导致组件绝缘失效引发火灾和伤亡事故。

警示固然可怕，但关键要找到解决问题的方案。郑宪志给出的答案是，只有使用经过户外验证的材料，才能保障光伏组件高效运行25年，进而保障投资者的回报率。郑宪志进一步提供了经过调查认证的数据，“甘肃兰州某电站的组件使用的就是基于杜邦？特能？PVF薄膜的背板，27年总功率衰减10%；浙江宁波某电站运营21年总功率衰减为13.1%，海南尖峰岭某电站23年总功率衰减6.1%。”