陽光的科學奇跡

1839年，法國科學家貝克雷爾（Becqurel）發(fā)現，光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位差，這種現象后來被稱為“光生伏特效應”。1954年，美國科學家恰賓和皮爾松在美國貝爾實驗室首次制成了實用的單晶硅太陽電池，誕生了將太陽光能轉換為電能的光伏發(fā)電技術。隨著能源過度消耗與清潔化需求，以光伏為代表的清潔能源快速發(fā)展。并有希望在2050年主導世界能源格局。當前，對于中國光伏乃至世界光伏產業(yè)來說，平價上網是一條曲折充滿荊棘和挑戰(zhàn)的道路。

材料關鍵，長期可靠性不容忽視

自2011年開始中國光伏電站的“搶裝潮”式增量，已使得政府、投資商、金融等相關機構看到其背后的巨大質量隱患。2015年4月7日，國家能源局下發(fā)《關于開展全國光伏發(fā)電工程質量檢查的通知》國能新能[2015]110號文件。文件指出質量大檢查主要針對已投運的地面光伏電站和分布式光伏發(fā)電項目，重點檢查內容包括項目建設運行質量、主要設備及部件質量兩個方面。

對于電站來說，組件是最重要的組成部分。光伏電站的質量、發(fā)電量、收益率、價值都與組件質量息息相關。而對于組件來說，電池、導電漿料、背板、封裝材料和邊框等重要材料都對組件性能、質量產生重要影響。杜邦光伏解決方案全球總裁徐成增認為：“我們應該關注度電成本(Levelized Cost of Electricity, LCOE)，而非每瓦發(fā)電成本”。如果光伏系統(tǒng)使用壽命從10年增加到25年，那么總體投資回報也會增加約30%。所以，輸出功率、耐久性、可靠性，都是影響整體系統(tǒng)成本和投資回報的關鍵。

以組件關鍵材料之一的背板為例，杜邦一項研究全球60余個光伏電站的大型光伏組件可靠性調研報告顯示，光伏背板戶外常見失效主要有五種，分別是開裂、外觀變黃、風沙磨損、熱斑熔化開裂燃燒、老化等，這些都將加速組件功率衰減。一旦背板失效，里面的封裝材料、電池片就如失去蔽護的花朵，隨環(huán)境凋零。

世紀新能源網此前曾報道：鑒衡認證在對新疆某8MW光伏電站的抽檢中發(fā)現，3178塊光伏組件中紅外成像抽檢2856塊，其中19%存在虛焊熱斑效應；青海某50MW光伏電站，抽檢44080塊光伏組件，發(fā)現29%光伏組件出現明顯蠕蟲紋隱裂；某國內知名組件廠生產的1.6MW組件到貨驗收中，抽檢中發(fā)現10%組件外觀故障，20%存在隱裂故障；甘肅某10MW光伏電站，抽檢發(fā)現高達58%的光伏組件出現功率明顯衰減。

此外，PET與含氟背板如:PVF的爭論在中國喋喋不休。從戶外實際應用情況來看，已經發(fā)現在日本市場使用的一些PET背板不到10年就已經開始出現嚴重的質量問題，如開裂、黃變、脫層，造成組件功率嚴重衰減。PET背板在中國的使用時間還很短，一些耐水解PET材料雖然可以通過長期濕熱測試，但美國可再生能源實驗室NREL初步研究說明PET 材料經1000小時IEC濕熱測試足夠模擬其在戶外各類氣候條件下25年的老化情況。PET材料耐紫外性能相對較差，在耐候性測試中性能易發(fā)生老化，測試中斷裂伸長率顯著下降。

背膜作為直接與外界環(huán)境大面積接觸的光伏封裝材料，其應具備卓越的耐長期老化（沙塵、濕熱、干熱、紫外）、耐電氣絕緣、水蒸氣阻隔等性能。徐成增認為：“不能只關注實驗室數據。中國大多數大型光伏電站都建設在環(huán)境較為嚴苛的西北部地區(qū)，需要使用經過戶外實績驗證的材料，才能保證光伏組件能運行25年，以保障投資者的回報率。”

技術進步，推動平價上網

通過技術進步，降低度電成本是中國和全球光伏業(yè)者一致永恒不變的目標，直至達到平價上網。過去7年時間里，杜邦推出超過110項Solamet®導電漿料的新產品，幫助推升組件的輸出功率。杜邦公司近期推出的新一代Solamet® PV19x正面導電銀漿，及可用于局部背鈍化(PERC)太陽能電池的Solamet® PV76x正面導電銀漿，正是基于這一研發(fā)理念。

與目前業(yè)界的標準Solamet® PV18x系列產品相比，Solamet® PV19x系列漿料可提高超過0.15% 的電池效率。Solamet® PV19A是為提升光伏組件輸出功率所設計，是第一款商業(yè)化產品，并可提高生產良品率。這款正面銀導電漿料是以專利的“碲科技（Tellurium technology）”為基礎所開發(fā)，電池效率得以提升歸功于可實現30微米的優(yōu)異細線印刷技術，絕佳的透墨性以及更好的高寬比，以降低在電池表面上的遮光效果，同時保持優(yōu)異的導電性。

Solamet® PV19x系列產品有良好的工藝窗口可改善高效電池片的生產良率，并因此降低生產成本、提高效率。改良的玻璃技術可實現更極致的輕摻雜發(fā)射極電池（Extreme Lightly Doped Emitters, LDEs），顯著降低接觸電阻近一個量級，可同時適用于單晶與多晶太陽能電池。

杜邦新一代正面銀漿Solamet® PV76x系列，專為局部背鈍化電池技術( PERC)設計，完整應用于局部背鈍化電池的漿料系統(tǒng)，可幫助提升電池轉換效率達0.15%，并改善可靠性。背面鈍化技術已經被證明是一種有效的、低成本的提高電池效率的方法，被業(yè)界普遍認為是未來晶硅太陽能電池技術發(fā)展的重要趨勢。

2015年4月，臺灣領先電池和組件制造商升陽光電宣布，采用杜邦™ Solamet® PV76x正面銀導電漿料以及Solamet® PV36x鋁漿、PV56x背面銀漿，成功將多晶背鈍化電池轉換效率提升至19.6%。這款新的高效藍寶石系列電池的設計還包括了四條主柵線以及低光致衰減(Light Induces Degradation, LID)，在60片多晶組件上可達到286瓦的高輸出功率，創(chuàng)造新的業(yè)界記錄。

此外，SNEC2015展會上記者了解，杜邦高性能聚合物安裝解決方案即將正式商業(yè)化。據悉，此方案采用了杜邦的耐候高性能聚合物Zytel®尼龍以及Rynite® PET聚酯材料，這些高分子材料使其具有了抗鹽霧腐蝕、長壽命周期、輕量化和快速安裝的特點。徐成增介紹：“采用該方案后平屋頂項目可以比常規(guī)方式節(jié)省60%的安裝時間。對于美國、歐洲等人工成本較高的國家，該創(chuàng)新支架系統(tǒng)可大幅降低系統(tǒng)成本。”

根植中國，協(xié)力創(chuàng)新

中國是全球最大的光伏產品制造國，是少數具有全球視野、全球協(xié)作、全球競爭力的產業(yè)。為推動中國光伏產業(yè)持續(xù)增長，杜邦與中國可再生能源行業(yè)學會已經連續(xù)幾年在青海、內蒙古、江蘇等地舉辦光伏研討會，圍繞光伏產業(yè)發(fā)展中的政策、資金、市場及技術等一系列問題深入探討，通過經驗分享，切實促進中國綠色產業(yè)發(fā)展。此外，杜邦還先后與英利、晶科、晶澳等企業(yè)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，除提供高質量、高可靠性的材料外，雙方還共同實施營銷計劃，將高質量的產品推廣到國內外市場，借此提高電站質量、促進光伏發(fā)展。

在中國電站方面杜邦與中電投、中節(jié)能等企業(yè)簽署了與光伏技術有關的戰(zhàn)略合作協(xié)議，就光伏電池與組件材料開發(fā)、供應、光伏電站常見問題等領域的合作展開了進一步的探討，提升光伏電站的效能、可靠性與投資回報，也開展中國電站運營項目的研究，希望能藉此進一步建立起中國的數據庫。

徐成增認為：“光伏電站系統(tǒng)并不是消費品，質量、可靠性、材料先進性是提高投資回報率的關鍵。也是從根本降低度電成本的手段。隨著企業(yè)不斷向電站開發(fā)建設發(fā)展、以及投資者、金融及保險機構的進一步介入，使得電站質量不斷提高，也促使光伏組件和部件生產企業(yè)由最初的只追求產量和規(guī)模，轉變?yōu)殚_始高度關注產品質量與可靠性問題。”

隨著能源互聯(lián)網在全球興起，中國在構建全球能源互聯(lián)網方面已具有技術基礎，屆時面對大規(guī)模清潔能源開發(fā)和大范圍配置的需要，我國光伏電站必將借助金融杠桿證券化，被眾多基金持有。作為全球領先的光伏材料供應商，杜邦希望與政府、企業(yè)界、學術界、科研機構以及非政府組織等緊密協(xié)作，以期建立一個重視品質、優(yōu)化風險并具良性循環(huán)的產業(yè)投資環(huán)境，共同促進光伏產業(yè)的健康成長，迎接光伏平價上網時代的到來。