晶硅組件與薄膜組件在光伏電站應用中的對比

交谷太陽能的技術工程師在電站設計中，對使用的晶硅組件與雙結硅基薄膜組件產生的差異做了分析，同時對兩種組件產品在發電輸出上做了數據比較。根據分析結果和實例可以看出，晶硅組件和雙結硅基薄膜組件產品各具優缺點，建議業主根據實際情況進行選用。

光伏電站系統有倆大核心元器件，分別是太陽能組件和逆變器。太陽能組件是由數十個太陽能電池單元進行封裝構成，太陽能組件陣列是由若干個太陽能電池組件串聯及並聯連接構成。光伏系統的容量是由太陽能電池組件的最大輸出功率之和來表示的。系統的輸出功率取決於輻射照度和太陽能電池單元的溫度。逆變器的作用是將太陽能組件陣列產生的直流電轉換成與電力公司供給的相同電壓和頻率的交流電。

多晶硅光伏組件是由玻璃、EVA、電池片、背板和電池板等組成。由於多晶硅組件價格合理且性能良好，所以在市場上佔有比較大的份額。多晶硅組件的轉換效率約在15%，比單晶硅產品略低，但是比非晶硅組件轉換效率要高。多晶硅電池沒有光致衰退效應，略微的材料質量差異不會導致太陽能電池受影響。但是多晶硅電池片單片功率存在一定差異性，同樣面積的組件功率好存在一定差異（通常情況存在20Wp-30Wp的差異）。多晶硅電池片的另一優點是在單位面積上可獲得較高和穩定的發電性能。目前標稱的多晶硅組件的使用壽命在25年。

雙結硅基薄膜組件是由玻璃基板，透明導電層，半導體層等構成。雙結硅基薄膜組件可應用於建築整合式應用，屋頂，以及大型地面電站。目前，雙結硅基薄膜組件的實驗室轉換效率以及達到15%，量產後的效率約在10%。

雙結硅基薄膜組件具有以下優點：（1）與晶硅組件相比，雙結硅基薄膜組件在相同的遮蔽面積下功率損失較小（弱光情況下發電性能更好）；（2）有更好的功率溫度係數；（3）只需要少量的硅原料；（4）沒有內部電路短路問題（聯機已經在串聯電池製造時內建）；（5）原材料供應不會出現短缺問題；（5）可建築材料整合性運用（BIPV），更為美觀。但是，因雙結硅基薄膜組件的前期投入資產過大（主要是設備），而導致雙結硅基薄膜組件無法大規模推廣。

多晶硅組件的優點主要體現在：

單位面積輸出功率更高。1平米的雙結硅基薄（1）膜組件輸出功率約為78Wp,而相同面積的多晶硅組件的輸出功率約在147Wp。

（2）除組件外，其他配套產品的成本更低。因晶硅組件的單位面積出功率約為雙結硅基薄膜組件的2倍，那麼建設同樣大小的太陽能光伏電站，晶硅組件使用的數量約為雙結硅基薄膜組件的一半，那麼所需要的電氣設備和電纜的耗量，在使用晶硅組件的電站中比使用雙結硅基薄膜組件的要小很多。

（3）佔地面積更小。建設同樣容量的電站，因所需要的晶硅組件的數量要遠少於雙結硅基薄膜組件，則相應的，使用晶硅組件的光伏電站的佔地面積比雙結硅基薄膜組件要小很多，使得系統成本更優。

（4）晶硅組件的結構使得其比雙結硅基薄膜組件更易運輸。因大型地面電站大都建於偏遠地區，需經海運、陸運等多種途徑才能到達項目現場，在運輸過程中，雙結硅基薄膜組件（尤其是無邊框型的產品）因其自身的玻璃結構，在相同的包裝情況下，更易出現碎裂，而晶硅組件很少出現這種情況。

（5）便於安裝。晶硅組件重量較雙結硅基薄膜組件更輕，在安裝現場，更容易安裝到支架上。

晶硅組件在電站應用中出現的缺陷主要為，在出現遮陰的情況下，容易形成孤島效應，這將極大的降低整個陣列乃至電站的功率輸出。

雙結硅基薄膜組件在電站應用中，其主要優勢體現在：

（1）功率溫度係數小。雙結硅基薄膜組件的溫度係數約為-0.19%/℃，而晶硅組件的溫度係數約為-0.44%/℃，說明雙結硅基薄膜組件在夏天，熱帶地區或是沙漠地區的每瓦發電量要略高於晶硅組件。

（2）在光照弱或者出現遮陰的情況下，使用雙結硅基薄膜組件的光伏電站的發電量要略高於使用晶硅組件建設的光伏電站。

如上述對晶硅組件在電站應用的優勢分析，可看出雙結硅基薄膜組件的缺陷集中在因發電效率低下，而導致的需更多的配套電氣產品，佔有更大面積的土地，需要更多的人工，同時，在運輸和安裝上更有難度。

案例分析

根據理論分析，雙結硅基薄膜組件的發電性能應優於晶硅組件。實際上，薄膜電站由於技術原因，相同功率所需要的太陽能組件數量要遠多於普通晶硅電站，所以其電站系統損失要大於普通晶硅電站。因此從實際數據上來看，如果剔除系統損失因素的影響，雙結硅基薄膜組件在單位日照時間的發電量上要高於晶硅。但是隨著電站規模的擴大，薄膜電站的系統損失也將由於受組件數量影響而變大，導致實際發電量的變低。實際上，太陽能光伏電站的發電輸出受很多因素的影響，除自然環境外，還有設備的不正常運行也會很大程度的影響輸出，因此實測數據的差異不能完全歸因於組件的性能表現。