光伏電池組件的溫度系數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，會(huì)嚴(yán)重影響組件的發(fā)電量。不同類型的硅光伏電池表現(xiàn)出了不同的溫度系數(shù)。
?
異質(zhì)結(jié)（HJT）和同質(zhì)結(jié)PERC電池采用了不同的電池工藝，在溫度性能方面存在一定差異，HJT電池的功率溫度系數(shù)通常為–0.25?~ 0.2％/℃，低于常規(guī)和PERC電池。
?
對(duì)于常規(guī)硅電池，該值約為兩倍，從-0.45％/°C至-0.35％/°C。如下為各個(gè)廠家高效組件的功率溫度系數(shù)，主要以PERC為主。
?
?
HJT的低溫度系數(shù)意味著，在組件高溫運(yùn)行環(huán)境中，HJT電池具有相對(duì)較高的發(fā)電性能，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)電量增益，并且降低了系統(tǒng)的度電成本。
?
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載，影響異質(zhì)結(jié)組件溫度行為的主要因素有：
?
1）開(kāi)路電壓（Voc）隨著溫度的升高而大大降低。HJT電池具有較高的Voc，單片電壓約達(dá)到750mV以上，而PERC電池普遍低于700mV。
?
因此當(dāng)溫度下降時(shí)，HJT電池開(kāi)路電壓的影響程度相對(duì)較小，這是HJT組件功率溫度系數(shù)絕對(duì)值較低的其中一個(gè)因素，并且這個(gè)也是高Voc的HJT電池和所有高效硅電池的典型特征。
?
2）與PERC和常規(guī)電池不同的是，HJT電池表現(xiàn)出串聯(lián)電阻（Rs）對(duì)溫度的依賴性。
這是由于HJT電池不同薄膜之間的界面處Rs成分是一種阻擋層，在高溫下會(huì)電阻會(huì)降低，串阻下降后，電池的轉(zhuǎn)換效率會(huì)得到一定提升。
?
在電池工藝優(yōu)化環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確表征和最小化Rs值很重要，還必須在不同的層厚度之間找到最佳的折衷方案。
? ? ? 毫無(wú)疑問(wèn)，在高溫環(huán)境下，異質(zhì)結(jié)組件的發(fā)電性能在溫度損失方面會(huì)有所降低。為了與PERC組件進(jìn)行比較，通過(guò)軟件仿真量化損失值，可以更加直觀得發(fā)現(xiàn)兩者的差異。? ? ? 這里選擇了國(guó)內(nèi)同功率檔位的異質(zhì)結(jié)組件和PERC組件，其中異質(zhì)結(jié)組件的功率溫度系數(shù)為-0.24%/℃，PERC組件的功率溫度系數(shù)為-0.35%/℃。? ? ?在其他系統(tǒng)配置一致的前提下，使用軟件仿真，若兩種組件功率不同，可將發(fā)電量除以各自的裝機(jī)容量，即得到發(fā)電小時(shí)數(shù)（單位千瓦的發(fā)電量），來(lái)比較兩種組件的發(fā)電性能。? ? ?仿真的場(chǎng)景分為平單軸支架和固定支架兩種。具體結(jié)果如下所示。? ? ?仿真地為青海格爾木地區(qū)，結(jié)果顯示異質(zhì)結(jié)組件年溫度損失小時(shí)數(shù)37h，PERC組件年損失小時(shí)數(shù)為54h。? ? ?由于功率溫度系數(shù)是負(fù)系數(shù)，從下圖可知，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，PERC組件的溫度損失較大，而環(huán)境溫度較低時(shí)，異質(zhì)結(jié)的低溫增益就不如PERC組件，而這種低溫情況在一年內(nèi)的占比較小。? ? ?就全年整體而言，異質(zhì)結(jié)組件的溫度性能表現(xiàn)較好，使得發(fā)電小時(shí)數(shù)提升了16h。? ? ?如果該項(xiàng)目地的電站的容量是100MW，那么一年的發(fā)電增益就是160萬(wàn)度。圖1 青海格爾木仿真結(jié)果（橫坐標(biāo)：月份，縱坐標(biāo)：溫度損失小時(shí)數(shù)）? ? ? 如下圖所示為中東地區(qū)兩種組件的首年各月份的溫度損失小時(shí)數(shù)比較，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度較高，因此一年四季均存在溫升損失。? ? ? 對(duì)于異質(zhì)結(jié)組件，低溫度系數(shù)的性能得到了充分的發(fā)揮，年溫度損失小時(shí)數(shù)為148h，而PERC組件損失小時(shí)數(shù)為209h，前者提升小時(shí)數(shù)61h。? ? ? 如果該項(xiàng)目地的電站的容量是100MW，那么一年的發(fā)電增益就是610萬(wàn)度。圖2 中東阿布扎比仿真結(jié)果（橫坐標(biāo)：月份，縱坐標(biāo)：溫度損失小時(shí)數(shù)）? ? ? 如下表為各個(gè)不同緯度地區(qū)的年溫度損失小時(shí)數(shù)，各個(gè)地區(qū)的年平均環(huán)境溫度差異較大。? ? ? 中東阿布扎比年平均溫度28℃，格爾木年平均6.7℃，江西崇仁年平均16℃，溫度越高的地區(qū)，組件的溫度損失越大。表1 平單軸方式下不同地區(qū)溫度損失小時(shí)數(shù)對(duì)比? ? ? 下表為不同地區(qū)平單軸安裝方式下的溫升損失率，例如格爾木地區(qū)，異質(zhì)結(jié)組件的溫升損失率為1.6%，而PERC組件為2.35%，兩者相減，異質(zhì)結(jié)組件降低了0.8%。
?
? ? ? 而在阿布扎比，異質(zhì)結(jié)組件的溫升損失明顯降低了許多。
表2 平單軸方式下不同地區(qū)的溫度損失率對(duì)比
如下表為固定支架安裝方式的溫度損失率比較，由于平單軸方式組件表面接收了更多的輻射，一部分輻射轉(zhuǎn)化為熱量，使得組件溫度上升，因此固定支架方式的平均組件溫度要低于平單軸方式。
?
例如在格爾木地區(qū)，異質(zhì)結(jié)組件的溫升損失為1.0%,與平單軸方式相比，下降了0.6%。異質(zhì)結(jié)與PERC的差異由-0.8%降低到-0.6%，下降了0.2個(gè)百分點(diǎn)。
?
異質(zhì)結(jié)組件與PERC組件相比，使用平單軸安裝方式下，異質(zhì)結(jié)組件發(fā)電提升的幅度要大于固定支架安裝方式。
表3 固定支架方式下不同地區(qū)的溫度損失率對(duì)比
光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)革新期，高效異質(zhì)結(jié)技術(shù)逐漸成為行業(yè)各媒體競(jìng)相追逐的熱點(diǎn)。隨著異質(zhì)結(jié)組件技術(shù)成本的下降，及生產(chǎn)規(guī)?；l(fā)展趨勢(shì)，異質(zhì)結(jié)技術(shù)與其他電池技術(shù)形成了一種相對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。
異質(zhì)結(jié)組件的溫度性能及其他發(fā)電性能，充分顯示了其對(duì)電站系統(tǒng)效率提升和降低度電成本的顯著意義。隨著其組件成本的下降以及與PERC組件成本差距的縮短，對(duì)于平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代而言，在未來(lái)幾年，有望成為非常有發(fā)展前景的光伏組件產(chǎn)品。
鑒于目前HJT實(shí)測(cè)發(fā)電數(shù)據(jù)缺少，文中僅通過(guò)軟件仿真手段進(jìn)行理論量化，并比較了異質(zhì)結(jié)和PERC兩種技術(shù)路線在溫度性能表現(xiàn)上的差異，其結(jié)論僅局限于仿真，還需要更多的實(shí)證數(shù)據(jù)去支撐。
關(guān)于異質(zhì)結(jié)組件的其他優(yōu)勢(shì)，比如更高的雙面發(fā)電系數(shù)、更低的衰減率、更強(qiáng)的弱光性能等，將有時(shí)間在下次和大家探討。
