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在BIPV領域,為什么晶硅電池并未對薄膜電池形成明顯優勢?

發布時間:2021-11-17 來源:國際能源研究中心

在碳中和目標與“整縣推進”的影響下,BIPV市場變得更加火熱,光伏企業、建筑企業紛紛布局BIPV業務。在當前光伏產業中,晶硅電池依靠經濟性和轉換效率方面的優勢,占據著超過95%的市場,而在BIPV市場中,晶硅電池的霸主地位或將被撼動。

盡管晶硅組件具有較高的轉換效率,但是在BIPV項目中,組件接收光照的角度往往不好,無法達到最佳的光照條件,組件的轉換效率會相應降低。以我國南方某城市為例,晶硅光伏組件即使安裝在建筑上正朝南的位置,光電轉換效率也只有最佳效率的59%左右。相反地,薄膜電池的弱光性較好,對安裝角度的要求不強,在弱光環境中薄膜電池優勢明顯,具有比晶硅電池更長的發電時間。所以在BIPV中,晶硅電池對薄膜電池的轉換效率優勢將明顯削弱。

 

 

對BIPV而言,美觀、新潮等感性元素成為高端需求,多樣化的建筑設計風格中往往會涉及到弧面,相應的也就需要弧形建材。采用玻璃封裝和電池片的隱裂風險,使得晶硅類組件的柔韌性相對較差,難以加工成弧面形狀。上邁新能源推出的eArc組件和日托光伏推出的S6組件舍棄傳統的玻璃封裝方式,采用高分子材料封裝晶硅電池,因此組件能夠彎曲,最小彎曲半徑分別達到0.5m和0.25m,但目前尚未大量實際應用。相比于晶硅電池,薄膜電池的柔韌性較好,能夠任意彎曲,容易加工成彎曲半徑更小的弧面形狀,在BIPV中的使用場景將更加廣泛。

生產晶硅電池時,制絨環節中硅片表面腐蝕量的不同最終會導致電池片產生色差,常見的色差種類包括紅片、花片和部分陰陽片。將晶硅電池封裝加工成BIPV組件后,晶硅電池的色差會嚴重影響BIPV組件的美觀性。即使通過分選將顏色相近的電池片封裝在同一塊組件中,電池片的顏色決定晶硅組件主要是深藍、淺藍等藍色系色彩,比較單調,無法滿足BIPV建筑對色彩的多樣化需求。而薄膜電池則具備顏色可調整的優勢,可以根據需要生產出相應顏色的組件。目前,市場上采用薄膜電池技術生產的BIPV組件,顏色較為豐富,幾乎涵蓋所有常見色系。

建筑物本身對自然光線都有必要的需求,自然而然地會提高對BIPV組件透光率的要求。晶硅電池的透光率較低,想要改善組件的透光性只能通過降低電池片的排布密度,而降低電池片的排布密度勢必會使得組件功率減小。薄膜太陽能電池則有更好的透光性,可以很好地滿足對組件透光率的要求,根據建筑采光需求制作出不同透光率的BIPV組件。

在傳統光伏市場上,經濟性是晶硅電池對薄膜電池步步緊逼的重要因素。晶硅組件的經濟性優勢離不開規模經濟的作用,但規模經濟下晶硅組件高度保準化的尺寸不利于滿足BIPV定制化的需求。

建筑施工過程中,屋頂自重越大對屋頂支撐結構的要求也就越高,支撐結構的建造成本也會越高。相比晶硅電池而言,薄膜電池的重量較輕,使用薄膜類BIPV組件建造屋頂時施工難度和成本都會下降;屋頂跨度較大時,使用薄膜類BIPV組件的優勢將更為明顯。在建筑幕墻領域,使用薄膜類BIPV組件時,對鋼支撐結構的要求和成本也會明顯低于使用晶硅類BIPV組件。

綜上所述,正是基于在弱光性、柔韌性、色彩多樣性、透光率及整體經濟性等方面的影響,晶硅電池在BIPV領域才沒有對薄膜電池形成明顯優勢。


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