“高效產(chǎn)品”以及“分布式系統(tǒng)”是目前太陽(yáng)能界最重要的兩大趨勢(shì)。在分布式系統(tǒng)逐漸成為主流的趨勢(shì)下,發(fā)電成本較低、發(fā)電量更高的高效產(chǎn)品愈受矚目。目前,PERC工藝是廣被接受且已商業(yè)化的高效電池技術(shù)之一,N-Type電池以及鈣鈦礦電池也是潛力選項(xiàng)。臺(tái)灣光電協(xié)進(jìn)會(huì)(PIDA)在2015年光電大未來(lái)系列研討會(huì)中,特別安排了PV市場(chǎng)主題,討論全球太陽(yáng)能市場(chǎng)的趨勢(shì)、高效產(chǎn)品與家用系統(tǒng)的配備。
由昱晶能源研發(fā)副總黃桂武主持的“PV市場(chǎng)”研討會(huì)共有四個(gè)講題。PIDA的產(chǎn)業(yè)分析師林建翰首先從全球太陽(yáng)能市場(chǎng)現(xiàn)況切入,指出中國(guó)、日本與美國(guó)仍將是主要市場(chǎng),而歐洲的安裝量預(yù)期將持續(xù)降低。值得關(guān)注的是,中國(guó)、美國(guó)對(duì)分布式太陽(yáng)能系統(tǒng)的明確需求將帶動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展,且將進(jìn)一步增加微型逆變器(micro inverter)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求。對(duì)太陽(yáng)能廠商而言,適用小型分布式系統(tǒng)的高效電池、組件等發(fā)電產(chǎn)品,以及用來(lái)搭配的逆變器等,都很值得關(guān)注、開(kāi)拓。
高效電池的潛力選項(xiàng)
在研討會(huì)上,英穩(wěn)達(dá)公司研發(fā)處資深處長(zhǎng)簡(jiǎn)榮吾深入淺出地說(shuō)明PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)高效電池技術(shù)的意義、特色以及限制。PERC的核心思維是透過(guò)射極鈍化與背電池技術(shù)改善電池背面的結(jié)構(gòu)來(lái)提升發(fā)電效率,英穩(wěn)達(dá)預(yù)計(jì)今年自家的PERC電池的效率就能提高到20.4%。由于導(dǎo)入PERC的資金門檻相比N型新技術(shù)較低,成效又顯著,因此從2013年起,PERC成為臺(tái)灣電池廠爭(zhēng)相導(dǎo)入的主流新技術(shù)。
雖然PERC有其優(yōu)勢(shì),卻也有致命的光衰(Light Induced Degradation,LID)效應(yīng)問(wèn)題。照射日光后的P型PERC電池效率會(huì)發(fā)生顯著衰退,且額定效率越高者,衰退幅度越大。設(shè)備商新推出的特殊燒結(jié)爐是LID的解決方法之一,實(shí)際效果仍但電池片廠商驗(yàn)證。除了PERC之外,N型電池、提升單晶硅片面積(large size mono wafer)、增加電池柵線(bus-bar)等方法也是其他提升電池最終輸出瓦數(shù)的選項(xiàng)。而英穩(wěn)達(dá)投入研究的N型雙面電池已有21.6%的發(fā)電效率,預(yù)計(jì)今年還會(huì)進(jìn)一步提升。此外,HIT+IBC的背電極技術(shù)雖研發(fā)成本高昂,但因能將轉(zhuǎn)換效率提升到25%以上,也有Sharp等廠商投入發(fā)展。
除了業(yè)界人士外,成功大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)系系主任郭宗枋教授代表學(xué)界發(fā)表一種備受關(guān)注的高效電池選項(xiàng)——鈣鈦礦電池(Perovskite Cell)?!扳}鈦礦”指一種有機(jī)物與無(wú)機(jī)物交疊、具半導(dǎo)體特性的特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)。鈣鈦礦材料吸光性優(yōu)、傳輸性佳,自2009年起就成為學(xué)界的熱門主題,發(fā)展十分快速,最高轉(zhuǎn)換效率已接近20%,且還在快速進(jìn)步當(dāng)中。
然而,鈣鈦礦電池需透過(guò)精確的溫控才可能生產(chǎn)夠平整、輕薄的模板(film);此外,鈣鈦礦電池含鉛、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性目前仍不如硅晶電池等缺點(diǎn)仍有待解決。郭宗枋教授指出,P型鈣鈦礦電池的效率約為7~9%,已具商業(yè)化的潛能;未來(lái)若能嘗試把有機(jī)結(jié)構(gòu)改以無(wú)機(jī)化合物替代,并且決含鉛問(wèn)題,或許能增強(qiáng)穩(wěn)定性,加速商業(yè)化。
太陽(yáng)光電入家戶
高效產(chǎn)品最大的意義是降低每瓦發(fā)電成本以達(dá)到更佳獲利。若發(fā)電成本能壓低到市電同價(jià),則太陽(yáng)能將真正成為具競(jìng)爭(zhēng)力的能源選項(xiàng),并有更寬廣的成長(zhǎng)空間。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,太陽(yáng)能市場(chǎng)已逐步從大型電站進(jìn)入商用、家用等小型分布式系統(tǒng),適用的逆變器也應(yīng)運(yùn)而生。PV市場(chǎng)研討會(huì)請(qǐng)到原創(chuàng)能源公司的專案經(jīng)理張緗緹分享該公司的家用微型逆變器產(chǎn)品。與組串式逆變器不同,這些以“家電”為設(shè)計(jì)思維的微型逆變器可安裝在個(gè)別組件上,施工難度低、較不受遮蔭影響、每瓦安裝成本較便宜,且回收年限更短,適合居家使用者。該公司的成套產(chǎn)品可搭配監(jiān)控系統(tǒng),形成智慧住宅能源方案,亦可進(jìn)一步搭配儲(chǔ)能系統(tǒng),達(dá)到能源的有效利用。
據(jù)SEIA研究,美國(guó)家用系統(tǒng)安裝量將于2014年正式超越商用型系統(tǒng);中國(guó)從2014年起大幅提升分布式系統(tǒng)的安裝目標(biāo),并接連推出相關(guān)政策利多,也證實(shí)全球太陽(yáng)能市場(chǎng)將逐漸走入分布式系統(tǒng)的新時(shí)代。高效產(chǎn)品推陳出新,將成為這波變化中的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵之一。
(照片提供:PIDA)