摘要：本文从光伏晶硅组件的性能及现状入手，研究光伏电站光伏组件的选型，并结合工程实例，得出光伏电站组件的选型原则，以供相关人员参考。

    0 引言
    在光伏电站的建设过程中，电站成本和发电效率是投资方最为关心的两大因素。光伏组件占光伏电站投资的50%，同时又是直接影响光伏电站效率的主设备，因此其合理选型对于光伏电站投资收益率具有重要意义。尽管长期以来多晶硅组件在单Wp价格上相比单晶硅组件有一定优势，但国家“领跑者计划”的实施，让光伏行业聚焦于高效组件，同时近年来随着单晶硅组件价格快速下降并逼近多晶硅组件，使得新建光伏电站对多晶硅及单晶硅组件的选择更为谨慎。

    1 晶硅组件概述
    作为基本的电池材料，晶体硅组件的成本较高，因此通过提高电池的转化效率和降低硅材料的生产成本，以提高硅材料太阳能电池的效益，成为了世界光伏技术的主流。目前，使用最普遍的商业化多晶硅电池片效率一般在14％～16％左右，单晶硅电池片效率在16％～18％左右。
    1.1单晶硅组件
    单晶硅组件技术起步最早，也最为成熟，主要用单晶硅片制造。单晶硅材料的晶体完整，光学、电学和力学性能均匀一致，纯度较高，载流子迁移率高，串联电阻小，与其它光伏组件相比，性能稳定、光电转化效率高。单晶硅光伏组件将不断向超薄、高效的方向发展。
    1.2多晶硅组件
    由于多晶硅技术的发展及成本优势，多晶硅光伏电池逐渐抢占了市场份额。多晶硅片由大量不同大小和取向的晶粒构成，在这些结晶区域（晶粒）里的光电转化机制完全等同于单晶硅电池。由于多晶硅片由多个不同大小、不同取向的晶粒组成，而在晶粒界面（晶界）光电转化易受到干扰，因此多晶硅电池的转化效率相对单晶硅略低。同时，多晶硅的光学、电学和力学性能的一致性也不如单晶硅。随着技术的发展，多晶硅电池的转化效率也在逐渐提高。

    2 单晶硅、多晶硅组件性能比较
    2.1材料性能
    单多晶的晶体生长工艺不同。单晶硅的晶面取向相同、无晶界，品质优异；而多晶硅的晶面取向不同、晶界繁杂、位错密布，晶格缺陷增多。两种材料的生产工艺与结构决定了单晶更具优势：单晶硅具有更低的晶格缺陷；单晶硅片有更高的机械强度、更低的碎片率；单晶硅电池的少子寿命和转化效率更高，效率提升空间更大；单晶硅组件有更高的集约性，更适用于屋顶等安装面积有限的分布式小型电站。
    2.2铸锭与拉晶成本
    单晶拉棒与多晶铸锭的成本主要由设备折旧费、人工费、水电费、辅料费、原料损耗等构成，单炉产出是单晶拉棒与多晶铸锭成本差异的主要原因。目前，多晶铸锭主流炉型G6的投料量在800kg左右，已逐步接近规模与成本兼顾的临界值，在大型热场、柑祸等成本取得突破性下降前，单炉投料量进一步做大的实用区间有限。近年来，随着单晶领域连续拉晶、多次加料拉晶、大装料、快速拉晶、节能热场等技术的快速突破与推广应用，先进单晶制造商单炉投料量已达到500kg以上，而正在研发测试中的CCZ连续加料技术能实现边拉晶边加料，可进一步大幅提高投料量和单炉产量，降低拉晶成本，在长晶环节逐渐逼近多晶铸锭；单晶领域通过提升单晶炉自动化、智能化控制水平，减少单晶生长过程中的人为干预和用工数量，来提高成晶率并降低人工成本。单晶领域的不断快速进步，使得单晶方棒成本以更快的速度下降，与多晶方锭的成本差距在逐年缩小并逼近。
    2.3切片成本
    多晶硅由于材料内部存在晶界和硬质点，且有多晶金刚线切割硅片制绒技术难题，因此对金刚线切割硅片技术在多晶领域的应用与进一步提升造成障碍。虽然目前部分多晶制造企业研发的反应离子刻蚀（RIE）或湿法黑硅技术能解决多晶金刚线切割硅片的制绒问题，但需增加额外的设备投资、水电、原料及人力等成本，并且即便多晶金刚线切割硅片通过增加额外投资的方式解决了制绒问题，多晶硅材料晶界的疏松特性和存在的硬质点也将始终成为阻碍其切割速率提升和进行薄片化切割的主要障碍。
    单晶切片领域目前已普遍采用金刚线切片工艺，可最大程度发挥大切速、细线化、切薄片的技术优势，切割效率更高、硅损更低、出片率更高、硅片表面质量更优，从而使得金刚线单晶切片成本可大幅度下降得更低。随着未来金刚线母线线径和硅片厚度的下降，金刚线切割单晶硅片成本还有很大的下降空间。
    2.4电池成本
    单晶的转化效率高于多晶，这不仅表现在普通工艺单晶电池的转化效率高于多晶电池至少约1%，更表现在相同的PERC工艺条件下，相比各自的普通工艺电池，单晶电池转化效率会进一步提高约0. 6％～1%，而多晶电池转化效率仅提高约0.5%。显然，单晶转化效率的提高更具优势和潜力，这同样来自于单多晶的材料特性差异。未来，随着PERC等高效电池技术的量产应用，单多晶电池转化效率差距将越来越大。而根据测算，电池转化效率每提高1个百分点，每瓦系统成本将降低5％～7%，所以生产高功率电池组件，单晶的成本永远比多晶低。

    3 单晶硅、多晶硅组件选型比较
    选取270Wp高效多晶组件、280Wp单晶组件及290Wp PERC高效单晶组件，从初始投资和发电总量角度进行组件选型对比。
    3.1初始投资对比
    平准化度电成本LCOE（Levelized Cost of Energy）计算
方法为：

    由LCOE的计算方法可知，影响度电成本的主要因素是初始投资和发电总量。在光伏电站的投资中，组件成本与剩余成本的占比约为4:6。随着组件转化效率的提高，电站投资在剩余成本上可节约费用。而剩余成本中地租、支架、电缆等部分受组件效率影响较为明显，该部分投资约占电站投资总成本的两成。高效组件尽管能降低剩余成本，但其自身价格的增加也将导致组件成本上升，因此合理测算电站投资总成本对于降低电站度电成本、提升项目收益率具有重要意义。

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