多晶發(fā)電量比單晶高？

    盡管我們身處于科技突飛猛進發(fā)展的時代，人類社會的很多難題一道道被攻克，AI技術不斷挑戰(zhàn)人類智能極限，然而我們對有些基本事物的理解依然是錯誤的。就好像愛因斯坦對海森堡測不準原理的著名論斷——“上帝不擲骰子”！

    海森堡1927年提出的測不準原理 ，即 —— 不可能同時準確測量一個粒子的位置和動量，對位置的測量會影響到動量，反之亦然。

    當時，世界物理學界對此原理一片嘩然，很多重量級的物理學家都反對這個理論，就連愛因斯坦也對此不以為然，認為世界是可知的，是可以被描述的！

    幾十年過去了，測不準原理已經(jīng)成為量子物理的基本定律之一！

    在光伏業(yè)，也有類似的認知錯誤，即 —— “單晶組件發(fā)電量比多晶發(fā)電量高”。

    去年我們與大家分享了單、多晶產(chǎn)品在澳洲D(zhuǎn)KASC測試平臺八年野外‘實戰(zhàn)’中的發(fā)電量。時間又過去一年，最新一年的系統(tǒng)的發(fā)電量表現(xiàn)如何？

    澳洲D(zhuǎn)KASC測試平臺始建于2008年底，位于澳大利亞艾麗絲斯普林（Alice Springs, AU），由第三方獨立研究機構(gòu)澳大利亞沙漠太陽能研究中心負責運營維護，并提供所有在測電站系統(tǒng)的發(fā)電量數(shù)據(jù)。該測試基地免費對外開放，有興趣的光伏同仁可以去澳洲實地考察，也可訪問DKASC的網(wǎng)站獲取電站信息。該測試平臺積累的不同類型組件的發(fā)電量數(shù)據(jù)為分析不同類型組件常年發(fā)電性能提供了公開可靠的數(shù)據(jù)來源。

    自2008年， 全球共有24家組件制造公司將自己的組件送去DKASC電站系統(tǒng)平臺測試。目前，DKASC平臺共有40個電站系統(tǒng)，其中25個多晶系統(tǒng)，8個單晶系統(tǒng)，最長的電站系統(tǒng)已運營了近10年。

    為了排除不同公司之間的工藝水平和選用的組件封裝材料對組件發(fā)電量的影響，我們選擇了BP Solar公司的兩套多晶和單晶5千瓦電站系統(tǒng)，對這兩個系統(tǒng)在2009年5月—2018年3月，106個月時間里的系統(tǒng)發(fā)電量進行對比，如下圖所示：

    結(jié)果顯示：

    第一年，多晶組件的發(fā)電量比單晶組件高4.6%。

    之后，雖然單晶組件的發(fā)電量有所恢復，但是在后續(xù)的8年運行中，單晶比多晶組件的發(fā)電量每年還是低2%左右。

    九年平均，多晶的發(fā)電量比單晶高2.3%。

    是什么原因造成多晶組件的發(fā)電量比單晶組件高呢？

    有一個科學家公認的原因，那就是單晶硅片的‘間隙氧’含量比多晶硅片高一個數(shù)量級，因此導致單晶光伏組件的初始光衰高。

    那么，為什么單晶的‘間隙氧’比多晶高呢？一個主要原因在于單晶棒拉制過程中，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的‘刷鍋’效應，以及幾倍于多晶的長晶時間，導致坩堝中的氧大量析出。

    此外，我們還意外的發(fā)現(xiàn)，多晶在夏天的發(fā)電量優(yōu)勢更明顯，而且每年會有規(guī)律的發(fā)生，以2017-2018的月度數(shù)據(jù)為例：

    為什么多晶在夏天光照好的時候，

    發(fā)電量比冬天更高呢？

    目前，我們對這個發(fā)電量差異現(xiàn)象還沒有答案，請業(yè)界的專家、大咖們發(fā)表意見，共同研究。

    解決初始光致衰減的技術何在？

    過去的兩年，光伏業(yè)創(chuàng)新技術層出不窮，改善初始光衰的技術解決方案也紛紛被應用于拉晶、鑄錠和電池生產(chǎn)，比如：摻鎵、光注入退火、電注入退火等。這些技術應該對降低單晶和多晶的光衰都有效。但到底有多少效果呢？我們歡迎光伏界的同行們提供更多的，使用最新單、多晶技術的光伏組件野外實測數(shù)據(jù)。

    為避免“自說自話”

    科學可靠的數(shù)據(jù)應該滿足以下條件

    1、同樣的安裝條件和地點，第三方獨立機構(gòu)公正、公開、可核查的數(shù)據(jù)；

    2、足夠長的電站系統(tǒng)運營時間。

    總結(jié)和建議

    1. 單晶、多晶，本是兄弟，各有千秋。

    2. 從同一廠家歸一化發(fā)電量的歷史數(shù)據(jù)來看，多晶光伏組件比單晶平均發(fā)電量高2.3%。

    3. 更高的初始光致衰減（LID）可能是造成單晶光伏發(fā)電量偏低的主要原因，也可能還有其他機理導致九年仍不能恢復正常。

    4. 光伏業(yè)界應立即出臺新的標準，加嚴測試硅片的氧含量，以及電池片和組件的‘初始光衰’。

    5. 推廣摻鎵、光注入退火、電注入退火等新技術，并用科學的數(shù)據(jù)來檢驗這些新技術對單晶，多晶組件的效果。