全球首屆n型單晶矽雙面發電光伏組件與電站設計創意大賽

承辦單位: 泰州中來光電科技有限公司

協辦單位: 西安特變電工電力設計有限責任公司

一. 大賽宗旨

科技正在深刻改變我們的世界，人類社會對清潔能源需求日益增加。光伏發電作為重要的綠色清潔可再生能源，在新的能源科技革命中扮演著舉足輕重的角色。但是，隨著上網電價逐步下調，降低度電成本成為必然趨勢，提升發電量、降低系統成本是最重要的解決方案。N型單晶雙面電池組件具有高轉換效率、雙面發電特點，可為提高光伏發電經濟性的提升提供一個創新解決方案。本次大賽旨在集行業之智慧及創新理念，結合N型單晶雙面電池組件之特性，共同推動高效光伏集成技術的發展，以進一步提升光伏產業競爭力。

二. 大賽組委會

組委會主席團：沈輝，王進，林建偉

秘書長：孫玉海

評審會主任：沈輝

評委會副主任：劉勇

評委會成員：沈輝，韓慶浩，徐湘華，宋登元，劉勇，王強，袁曉，張治，肖斌，劉正新，龔春景 (排名不分先後)

三. 大賽背景

1. 行業背景

目前p型晶矽電池占據晶矽電池市場的絕對份額。然而，不斷追求效率提升和成本降低是光伏行業永恒的主題。n型單晶矽較常規的p型單晶矽具有少子壽命高、光致衰減小等優點，具有更大的效率提升空間，同時，n型單晶組件具有弱光響應好、溫度系數低等優點。因此，n型單晶矽組件具有發電量高和可靠性高的雙重優勢。

根據國際光伏技術路線圖(ITRPV2015)預測(圖一)及NREL的高效電池研究表明(圖二)，隨著電池新技術和工藝的引入，n型單晶矽電池的效率優勢會越來越明顯，且n型單晶矽電池市場份額將從2014年的5%左右提高到2025年的35%左右。而且，高效電池已經成為行業發展必然趨勢，各種高效技術紛紛呈現。順應時代發展趨勢，中來股份選擇走n型晶體矽高效電池技術路線。

*圖一 ITRPV2015晶矽電池效率預測

*圖二 NREL高效電池研究

2. 中來股份介紹

蘇州中來光伏新材股份有限公司(SZ300393)，致力於打造成全球一流的光伏領先集成產品制造運營商。經過八年奮鬥發展，公司以領先技術為核心、以創新人才團隊為驅動，聚焦太陽能光伏領域，構建瞭以 光伏輔材、高效電池、光伏應用 聯動發展的友好型產業生態鏈運營模式。

中來股份高度重視技術研發投入，創新人才選拔模式，打造高效專業的國際化科技團隊。榮獲國傢火炬計劃項目重點高新技術企業，創建瞭江蘇省光伏薄膜材料工程技術研究中心、CNAS、TUV NORD雙認可實驗室，公司已獲專利107項，其中發明專利52項，授權22項，實用新型專利55項。背板產品獲江蘇省科技進步二等獎，蘇州市科學技術一等獎，n型單晶矽雙面電池項目獲得姑蘇創新創業人才獎。

今天，科技正以前所未有的力度改變著我們的世界，人類對綠色清潔能源的需求不斷增長。回顧過去，我們的先進材料-光伏背板已經服務於全球超過20GW光伏電站，隨著n型單晶矽雙面電池大規模商業化投放市場和光伏集成技術廣泛應用，中來股份必將邁上一個嶄新的發展平臺、構建一個全新的友好型光伏產業生態鏈。中來人秉承 和而不同，陽光未來 的共好經營理念，持續不斷致力於綠色經濟的太陽能產業，讓陽光24小時為人類生活服務。

中來股份開始致力於n型單晶矽雙面電池的研發制造，並投入總投資160,451萬元，達產後將實現年產2.1GW n型單晶矽雙面太陽電池的生產能力。該項目將由其在泰州市薑堰區設立的全資子公司泰州中來光電科技有限公司負責實施。由於存在技術瓶頸，目前國內能夠實現n型單晶矽雙面高效電池量產的企業很少。

在過去三年，中來為這個項目進行瞭深入的技術研究和儲備，做出的技術突破主要表現在以下方面：

對n型單晶矽雙面太陽能電池技術及工藝進行優化，開發瞭高效、低成本、可量產工藝技術路線;

n型單晶矽電池正面效率達21%，背面效率達19%;

離子註入工藝在太陽電池量產上的應用。

n型單晶矽雙面太陽電池除瞭具有正面效率高，背面也發電的特點，還具有較低的光致衰減和較好的弱光響應特點，因此在一些冰雪地區、水面電站、垂直應用領域具有明顯優勢。據介紹，在日本北海道地區，已經有不少n型單晶矽雙面組件應用在電站項目上，並取得不錯收益率。

鑒於n型單晶矽雙面電池的獨特優勢，中來股份計劃於2016年分別在日本北海道雪地電站以及中國深圳分佈式屋頂電站進行雙面電池的應用與測試，以實際案例展示處於寒冷氣候以及亞熱帶氣候環境條件下雙面電池的性能特點，尤其是成本及效率方面的優勢。

3. 中來雙面電池技術

A. 核心工藝技術

中來雙面電池使用n型矽片，正面硼擴散形成p+層，背面離子註入磷擴撒形成n+層，雙面沉積氮化矽減反膜，最後印刷銀電極，核心工藝技術為：

擴散工藝(源的選擇、溫度和時間等參數對p-n結特性的影響)

離子註入法磷擴散，簡化工藝，提升效率

前表面采用Al2O3/SiN鈍化工藝，減少載流子復合

最新一代的二次印刷工藝，提升Voc，Isc和FF

B. 產品特點

電池正面平均效率21.0%，最高效率可達21.15%;

n型單晶矽雙面太陽能電池背面顏色均一，背面效率亦有19%;

無光致衰減，長期發電量高，使用壽命長;

單晶矽雙面太陽能電池的背面也可以發電，應用范圍更廣，使用年限更長;

C. 測試數據

某批次200片的IV測試數據分佈，材料n型M1矽片，電阻率1-5 cm，測試電性能穩定，效率分佈集中。

D. 應用范圍和效率

a. 場景應用范圍

n型單晶矽雙面電池雙面發電，單位面積發電量提高10~30%，收益率高。應用范圍廣，特別適用於屋頂、圍欄、與光互補、農光互補、隔音墻等分佈式發電系統和積雪較多區域。

n型電池弱光條件下光譜響應好，電池背面漫發射的弱光也能貢獻一大部分電量，在不同的合適的應用裝機環境下發電量可提高10%-30%，如下計算表：

b. 應用組件技術參數

1) 新組件技術

采用最新的4柵線技術，將太陽能電池組件效率提升到新的高度，配合中來自主研發的透明背板技術，並結合地面白色塗料的使用，將組件發電量提升10%以上。

2) 產品特性

更高的發電量

采用正面效率20.5%的雙面電池片

利用周圍環境漫反射光提高10%的發電量

超低的光致衰減(LID)，進一步提升發電量

優異的弱光性能，應對霧霾、陰天、早晨、傍晚

更輕的重量

更易操作，減少屋頂、支架的承重

減少運輸費用支出

更好的可靠性

超過30項內部測試(包含紫外、熱循環、濕凍、高溫高濕、沙塵、鹽霧、氨氣等老化測試)

抗PID、無蝸牛紋

更好的客戶收益

通過5400帕正面雪壓，2400帕風壓載荷測試

25年線性功率保證

25年性能多鏡頭行車紀錄器推薦質保保險

3) 電器參數(標準測試條件-正面)

4) 電器參數(標準測試條件-背面)

5) 機械參數

6) 溫度額定值及極限參數

四. 大賽規則

1. 參賽對象

面對所有個人參賽者。

2. 設計基礎

基於以上對中來n型單晶矽雙面電池片的介紹，以此標的作為設計基礎自由發揮。

3. 設計場景

參賽者任意選擇場景(提示：包括屋頂，地面等)，設計體量為1MW，結合此n型單晶矽雙面電池特性設計：

a. 組件;(或者選取中來規格組件如上應用組件技術參數)

b. 基於a點系統設配搭配;

c. 基於b的應用包括系統安裝等;

4. 比賽評比項

5. 大賽時間表

6. 獎項設置

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