光伏“领跑者”基础在制造业 组件户外可靠性仍存疑

自2015年国家能源局下发关于发挥市场作用促进光伏技术进步和产业升级的意见开启光伏“领跑者”计划，到“630”前首个“领跑者”基地山西大同采煤沉陷区光伏电站如期并网，再到2016年18.1GW光伏建设规模中新晋8个“领跑者”基地，光伏产业的主旋律逐渐被“领跑者”接手。

回归光伏“领跑者”计划始源，顶层设计旨在细分市场刺激企业加快技术和应用创新，引导国内光伏制造业从追求规模扩张向注重质量效益转变。在张家口举行的“光伏领先技术和市场前瞻研讨会”上，前国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰也强调，“领跑者”计划的基础在制造业，特别是光伏组件，目前效率大多在20%以下，进一步的效率提升成为“领跑者”的关键。

杜邦光伏解决方案全球总监汪伟表示，电池组件转换效率每提升1%，太阳能发电系统的总成本就会降低5%。“领跑者”计划的降成本目标与光伏组件休戚相关。

就光伏组件而言，晶科能源研发经理刘增胜指出，未来组件技术的三大方向是降本、高效和可靠性。“其中，降本可依赖于自动化替代人工以及从材料、工艺等方面着手。”但在国家发改委能源研究所研究员王斯成看来，单从设备出发，降价空间已非常有限。光伏组件价格从2007年的36元/W降至2015年的3.6元/W，过去8年间下降了90%。“通过技术创新提高转换效率，进而提到发电量降低度电成本将成为市场主流”。

刘增胜介绍，光伏组件高效化的实现技术包括改进光伏利用率、提高输出功率，改进封装材料，减少组件内部电能损耗，优化电池和封装材料匹配性、减少损耗等。如局部背钝化PERC电池、背接触式IBC电池等效率提升显著。此外，升级太阳能电池的关键原材料导电银浆也是增效的现实路径之一。以杜邦™Solamet®PV19B正面银导电浆料为例，可实现更窄、更高的导电栅线，为光伏电池与组件制造商再提升超过0.1%的电池转换效率。

尽管光伏企业致力于不断提升电池组件的转换效率，但仍不得不面对的现实是，晶硅电池的转换效率在经过多年的快速攀升之后，目前已经到达了瓶颈期，提升节奏放缓。在此背景下，保障光伏组件的可靠性成为重中之重。

光伏“领跑者”计划要求多晶硅、单晶硅、薄膜电池组件自投产运行之日起，一年内衰减率分别不高于2.5%、3%、5%，项目全生命周期内衰减率不高于20%。

而南德TUV电站业务部经理吴俊谈到，约3%~5%的组件质量是有缺陷的。杜邦调研全球超过60个光伏项目（装机总量大于200MW，组件数量大于150万个）得出的结果是，41%所检查组件存在缺陷。其中，组件中电池质量存在问题的占24%，背板占9%，是电池之外失效比例最高的部件。

作为光伏组件的保护层，背板开裂、黄变、粉化、损坏等失效现象引起的后果不可轻视，加速功率衰减，引发封装材料水解、电池和焊带腐蚀以及脱层等问题，严重的还会导致组件绝缘失效引发火灾和伤亡事故。

然而，目前关于背板的行业检测标准却过于宽松。杜邦光伏解决方案中国区市场拓展经理付波介绍，光伏背板行业标准的紫外老化剂量远低于户外。即使在温和条件下，组件背面也需171kwh/m2的紫外老化测试，但目前行业一般仅进行15~100kwh/m2的紫外老化测试，低于实际剂量。这样即使通过IEC认证测试也并不能代表背板材料能耐25年户外老化。迄今为止，基于杜邦™特能®（Tedlar®）PVF薄膜的背板是唯一拥有超过30年户外实绩验证的光伏背板，其他材料的背板仅有10年或更短的户外使用历史。

事实上，不仅仅是背板，刘增胜表示，目前室内的各种可靠性试验，仍无法有效预测和模拟组件户外的实际表现，蜗牛纹、EVA/背板黄变、热斑等户外失效现象仍就严峻。在他看来，匹配户外实际环境分区设定老化测试、户外多重老化叠加、加严测试等应成为光伏组件可靠性研究的重点发展方向。