通俗地講，兩面受光均可發(fā)電的晶體硅太陽電池就是雙面晶體硅太陽能電池，俗稱雙面電池。而采用不同于常規(guī)組件制備技術(shù)將雙面電池封裝而成的組件，則稱為雙面組件。

雙面電池可采用N型和P型晶體硅材料制成，包括N型PERT電池、HJT電池、IBC電池，以及P型PERC雙面電池等。

圖一：幾種典型的雙面電池(PERT、HJT、IBC)示意圖及結(jié)構(gòu)

圖二：P型單晶PERC雙面電池正面(左)背面(右)圖

制造工藝對(duì)比

常見的晶硅電池(以P型單晶單面電池為例)的工藝主要包括六步：制絨與清洗、POCl3擴(kuò)散、去磷硅玻璃(PSG)與邊絕隔離、正面鈍化減反射膜、絲網(wǎng)印刷和測(cè)試分選。

單面PERC電池的工藝，僅在常規(guī)單晶電池工藝的基礎(chǔ)上增加了背面疊層鈍化膜(一般為Al2O3/SiNx)和背面激光開空兩道工藝。如果將單面PERC電池的背面全鋁背場(chǎng)改為背鋁柵線印刷，就成了雙面PERC電池。

從外觀上看，這兩種PERC電池的正面并無差異，只是雙面PERC電池的背面為不同厚度膜覆蓋，鋁背場(chǎng)局域接觸，從而也能受光發(fā)電。

而N型雙面電池的工藝相對(duì)復(fù)雜一些，需要在制絨和清洗后進(jìn)行多增加一次摻雜過程(BBr3擴(kuò)散)。

圖三：傳統(tǒng)單面普通電池、雙面PERC電池、N型雙面電池工藝制作流程

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力比較

根據(jù)最新的國(guó)際光伏技術(shù)路線圖(ITRPV-2018)中電池轉(zhuǎn)換效率顯示，目前常規(guī)單晶電池的量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率在20.2%左右，而單晶PERC電池量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率在21.5%左右。

兩者相比，后者轉(zhuǎn)換效率具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力，因此在近年來得到了大力發(fā)展。

由于單晶PERC電池僅需在常規(guī)單晶電池工藝基礎(chǔ)上增加兩道工藝，在現(xiàn)有產(chǎn)線上進(jìn)行技術(shù)升級(jí)比較容易，所以大部分電池廠家更愿意選擇這一技術(shù)路線。

這也在一定程度上搶占了常規(guī)單晶電池的一些市場(chǎng)份額。

而其中，由于P型PERC雙面電池的制程與現(xiàn)有生產(chǎn)線兼容度更高，其生產(chǎn)成本相對(duì)于N型雙面電池低一些，所以更受電池廠家的青睞。

但N型雙面電池由于具有無光衰及高發(fā)電量的天然優(yōu)勢(shì)，也獲得了一部分的市場(chǎng)認(rèn)可。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，P型電池的光衰得以逐步降低，N型電池的成本進(jìn)一步降低，最終將大大降低光伏系統(tǒng)發(fā)電的成本。

圖四：ITRPV-2018各種電池的產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率圖

雙面組件的特點(diǎn)

與常規(guī)光伏組件背面不透光不同，雙面組件背面是用透明材料(玻璃或者透明背板)封裝而成，除了正面正常發(fā)電外，其背面也能夠接收來自環(huán)境的散射光和反射光進(jìn)行發(fā)電，因此有著更高的綜合發(fā)電效率。

歸納起來，雙面組件有以下典型的特征：

圖五：雙面光伏組件受光示意圖

正面、背面都可受光發(fā)電，背面的光電轉(zhuǎn)換效率是正面的60%-90%，系統(tǒng)集成后系統(tǒng)發(fā)電功率相對(duì)于傳統(tǒng)單面組件電站的增益約為4%-30%。

根據(jù)雙面組件在戶外實(shí)證基地得出的發(fā)電增益數(shù)據(jù)來看，對(duì)應(yīng)雙面組件的背面為草地、沙地、水泥地以及地面刷白漆時(shí)，其背面的發(fā)電增益分別為10%、12%、13%以及32%。

正面和背面都可采用鋼化玻璃作為保護(hù)材料，其采光性、耐候性佳，可靠性高，應(yīng)用場(chǎng)景更多樣化、更富有創(chuàng)意。

安裝方式多樣化，可垂直、可傾斜，由此產(chǎn)生許多新的利用方式，如溫室、高速公路圍欄、陽光房等。

相對(duì)于常規(guī)單面組件，由于雙面發(fā)電，雪天時(shí)組件表面不易積雪，且地面的雪地帶來的高反射使得組件的發(fā)電增益更高。

但在使用雙面組件時(shí)，需要特別關(guān)注其安裝方式、二極管的選擇、逆變器的選擇，以及由于失配導(dǎo)致的熱斑等可靠性問題。

圖六：雪地應(yīng)用場(chǎng)景下的雙面光伏組件柴油發(fā)電機(jī)組