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【深度】2016单晶、多晶谁主沉浮?

导读: 单晶和多晶代表着两种不同的技术路线,到底哪种更好?本文收集了2012年~2016年的一些公开文献资料中的数据,从市场占有率、组件衰减率、温度系数、系统造价、收益率影响等五个方面对多晶和单晶产品进行了全面分析,希望能给大家提供一些帮助。

  单晶和多晶代表着两种不同的技术路线,到底哪种更好?本文收集了2012年~2016年的一些公开文献资料中的数据,从市场占有率、组件衰减率、温度系数、系统造价、收益率影响等五个方面对多晶和单晶产品进行了全面分析,希望能给大家提供一些帮助。

  一、市场占有率情况

  市场是检验一切的标准。投资商花的都是真金白银,他们的选择,是他们觉得性价比最好的,而市场占有率数据代表了投资商的选择。

  图1:各类光伏组件2006~2015年的出货量情况

  图2:各类光伏组件2006~2015年的市场占有率情况

  从图1、图2可以看出:

  (1)多晶硅市场占有率一直最高;多晶硅的市场占有率除2009年略有下降以外,基本保持持续上升状态;

  (2)单晶硅的市场占有率从最初的基本于多晶硅平分天下,到2015年不足20%,市场占有率持续下降;

  (3)多晶硅与单晶硅的出货量差距逐渐拉大,单晶硅的出货量甚至在2015年略低于2014年;

  (4)2006~2009年,薄膜电池的低价优势明显,市场占有率持续升高;但之后随着晶硅电池价格下降,则持续下降至2015年的6%。由于市场总装机量增加,2013年之前,薄膜出货量保持持续增加;但2014、2015年出货量也持续、快速下降。

  综上所述,多晶硅的高性价比使其保持了良好的市场占有率。

  二、组件衰减率分析

  1、衰减的类型

  衰减一般分为初始光致衰减和老化衰减。另外,PID电势能诱导衰减近年也获得认同。

  ①光致衰减(Light Induced Degradation,LID)

  LID产生的本质原因是太阳能电池收到光照后材料内部产生了复合中心。目前比较公认的说法是,光照后产生的硼氧复合体降低了少子的寿命。掺硼晶硅中的替位硼和间隙氧在光照下激发形成的较深能级缺陷引起载流子复合和电池性能衰退,造成光伏组件在初始应用的几天输出功率发生较大的急剧性下降,但一段时间(一般2~3个月)后输出功率会逐渐稳定。

  ②老化衰减

  光伏组件长期应用中出现的、缓慢的衰减,可分为两类:

  (1)电池本身老化造成的衰减,主要受电池类型(单晶、多晶)和电池的生产工艺影响;

  (2)封装材料老化造成的衰减,衰减速度与光伏组件的生产工艺和封装材料,组件应用地环境成正相关。其中常见开裂,外观变黄,风沙磨损,热斑,组件老化都可以加速组件功率衰减。

  (3)PID电势能诱导衰减。这种衰减存在于组件内部电路和其接地金属边框之间的高电压会造成组件的功率衰减,还与玻璃、背板、EVA、温度、湿度和电压有关。

  2、衰减率测试数据

  单晶和多晶,到底哪种在实际应用中衰减少一些?很多光伏组件厂家针对这一问题做了大量的研究工作。为了说明问题,本文仅引用了第三方的研究数据,来对单晶和多晶的衰减率进行对比。

  (1)NREL 实验室统计报告

  2012年6月,美国NREL实验室出了一份关于光伏组件衰减的研究报告《Photovoltaic degradation rates-An analytical review》。该报告中的数据并不是作者的实验数据,而是对之前大量文献中报道的组件衰减率数据进行了统计和分析。

  首先,不同组件的衰减率差异非常大。

  图3采集了1920个数据点的衰减率数据,包含单晶和多晶。

  图3:不同晶硅光伏组件衰减率情况

  从上图中可以看出:不同组件的平均衰减率差异极大。从0.2%/年到4%/年不等,衰减率的中值为0.5%/年,但由于大量高衰减率组件的影响,衰减率的平均值为0.8%/年。可见,市面销售的光伏组件良莠不齐,不同厂家的产品质量差异非常大,选用一线厂家的光伏组件,是对未来光伏项目发电量的基本保证。鉴于不同品牌产品差异性大的原因,仅采用小数几个品牌进行的单晶硅、多晶硅对比试验,仅能代表试验采用的品牌的性能;如果采用的品牌数量不是足够大,并不能具有广泛的代表意义。

  其次,晶硅光伏组件衰减率逐年降低。对使用不同时间的光伏组件的衰减率进行了统计,如图4所示。

  图4:不同使用时间的光伏组件衰减率情况

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