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摘要：随着PERC技术在单晶P型电池上的应用，电池量产效率提升至21.4%以上，60片单晶PERC组件量产功率达到300W以上。而组件端行之有效的功率提升途径为：MBB、半片、叠瓦等技术。其中半片技术与原有产线兼容性最好，最易实现。电池片通过全自动划片机可以实现等分划片切割，优良的激光器可调整激光光斑及激光能量大小，优化后的划片工艺可有效降低半片电池漏电流，减少因划片造成的功率损失，从而助力半片组件功率增益【1-4】。半片组件功率增益主要由减少焊带、汇流带上电学封装损失达到功率增益的目的，业内半片组件根据不同的设计功率增益在5W-10W【5-6】。本文就半片组件设计选型、功率增益验证及阴影遮挡性能做简单对比分析，为后期半片组件技术选型提供依据。
关键词：PERC技术；单晶P型电池
1.半片组件结构设计分类
半片组件目前共有四大类结构设计，按照接线盒引出线及电学等效原理，可分为全串联结构、中间对称结构、长边结构及常规二分体结构。
全串联结构：内部电池片为全串联电气连接，其电学输出特性是常规组件电压的2倍，电流的1/2倍。该结构组件优点是易于生产，除划片机、串焊机及EL设备外，不用对其他设备进行改动。缺点是其开路电压是常规组件2倍，受系统电压影响致使系统设计中子串中容纳组件数量减少一半，进而增加汇流箱及直流端线缆的使用量，增加地面电站投资成本。
中间对称结构：串-并-串电气连接，引出线在组件中间引出。与现有产线兼容性好，制作组件电流、电压输出于常规结构组件一致，可叠加于单、双玻组件生产。
长边结构：串-并-串电气连接，引出线在组件长边方向上。优点是易于生产，与现有产线兼容性好。可叠加于单、双玻组件；缺点为汇流带使用较长，汇流带自身功率损耗增加。
二分体结构：二串-并-串电气连接，通过长度方向上贯穿的金属导线，实现二极管的反向并联，达到保护组件目的，引出线位于组件两端上下位置。金属导线的增加提高部分功率损耗，且金属导线的长度一半长达2m左右，批量生产不易控制水平度及良率。
2.不同结构半片组件输出性能对比
表1 四种结构制作组件功率测试情况
表1中四种结构半片组件IV测试结果显示，全串联结构电压提高一倍，电流降低一半，测试结果符合预期。中间对称结构组件、常规二分体结构组的IV测试表现基本一致，无明显差距。长边对称结构组件稍低，这与汇流带使用量增加有关。综合下来，四种组件比常规组件的功率增益均在6.2-8.3W以上。测试条件：采用常规72片单晶组件标板校准测试系统、1000W/m2、25±2℃。测试全串联结构组件时，因电压超限对测试设备进行了调整，因此测试结果中全串联组件测试误差最大。
3.全串联组件与中间对称结构组件阴影遮挡下的性能对比
当发生阴影遮挡时，全串联半片组件中被遮挡的电池片损耗的功率来源于剩余47片半片电池，而串并串半片组件被遮挡的电池片功率损耗来源于剩余23片半片电池，同时两种组件中流经每个电池片的电流均是I/2。因此串并串半片组件在阴影遮挡情况下发电量更高，发生热斑时的温度比全串联半片组件要低。
4.结论
半片组件量产过程中出现的问题，正在逐个解决，激光划片机工艺成熟，串焊机兼容半片、贴膜工艺，汇流带焊接机陆续推出，半片组件量产从设备层面来说，无技术难点。从结构选型来说，中间对称结构及常规二分体结构是比较理想的组件结构选型。从功率增益来说，不同版型结构，功率增益均在在6W以上，功率增益基本一致。在阴影遮挡情况下，全串联半片结构组件相比于其他结构组件并无优势。半片技术后期若搭配贴膜、高反等材料，功率增益还有进一步提升空间。
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论文作者:李小卫,韩金成,赵邦桂
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：组件论文; 结构论文; 功率论文; 增益论文; 划片论文; 电池论文; 遮挡论文; 《电力设备》2017年第34期论文;