光伏電站單晶光衰恢復理論實證

光致衰減現象原理

光致衰減現象主要發生在摻硼的晶硅電池組件上，這個問題最早是由Fischer和Pschunder在1973年發現的，到2004年J.Schmidt研究結果認為硼氧對是形成光衰的主要原因，摻硼晶硅中的替位硼和間隙氧在光照下激發形成的較深能級缺陷引起載流子複合和電池性能衰退。依據文獻結果，光致衰減幅度在3%左右。

單晶和多晶光衰表現不一致

單晶硼氧對的生成原理如下：

研究結果顯示，單晶電池在初期2-3個月的光照情況下，光致衰減達到峰值，一般為3%左右，稱為初始光衰(LID)現象，矽片中的氧含量越小，單晶電池初始光衰就越低。由於單晶獨特的材料性質，在繼續接受光照3-4個月之後，會顯示出類似退火的特點，單晶輸出功率會回升到十分接近初始水平的程度，之後以較低的穩定水平緩慢下降，第一年累計衰減2.5%左右，以後每年衰減不超過0.55%。

多晶電池基本不存在LID現象，但是隨著光照時間的延長，多晶電池功率持續衰退直至較低水平，沒有發生恢復的情況。通常多晶電池第一年衰減2.5%，受矽片品質及電池加工工藝的影響，衰減率不完全一致，高的時候第一年會達到3%，以後平均每年衰減0.73%左右。

單晶光衰恢復理論實證——綠巨人內蒙項目發電量測試

2015年，國內知名的大型電站投資機構綠巨人在內蒙古阿拉善建設了50MW光伏電站，根據2014年編製的可行性研究報告選擇了多晶組件，標稱功率255W。為了證實單晶和多晶組件發電量差異，綠巨人特別安排出一小塊區域安裝了單晶組件，並從多晶電站中辟出一小塊方陣，與單晶組件在同一條件下進行發電量測試，測試時間為2015年8月 ~ 12月。所選組件均為國內一線品牌，單晶和多晶對比的組件數量及裝機量如下：

在電站運營的前2個月，單晶初始光衰較大，單位裝機的發電量稍弱於多晶。從第3個月開始，單晶發電優勢逐漸凸顯。

下圖：每千瓦單晶與多晶月度發電量統計(KWh)

‍ 從發電量差異比率來看，當單晶完成衰減恢復后，發電量優勢呈現急速回升態勢。

單晶發電優勢凸顯

實際上，在同樣的材料質量、工藝水平和安裝條件下，影響電站每千瓦裝機實際發電量的因素，除了光衰之外，還有溫度、光照強度等等，國內從事單晶和多晶發電量比較的機構不在少數。中電投、青島隆盛、陽光能源、浙江大學硅材料實驗室、中山大學太陽能研究所等多家企業、研究機構實證數據已經顯示出，在超過1年的運營期后，每千瓦單晶發電量比同等條件下的多晶電站高5%左右。中民投旗下中民新能在2015年第一次戰略採購組件招標中全部採購多晶組件，後來試用部分單晶組件后發現單晶發電量優勢，並且運營時間越長優勢越明顯，於是逐漸加大單晶組件採購比例，2015年最後一次戰略採購組件招標全部採購單晶組件。隨著先進光伏技術應用逐漸推廣，單晶發電量優勢正在被不斷挖掘出來。

來源：光伏資訊