通俗地講，兩面受光均可發(fā)電的晶體硅太陽(yáng)電池就是雙面晶體硅太陽(yáng)能電池，俗稱(chēng)雙面電池。而采用不同于常規組件制備技術(shù)將雙面電池封裝而成的組件，則稱(chēng)為雙面組件。

雙面電池可采用N型和P型晶體硅材料制成，包括N型PERT電池、HJT電池、IBC電池，以及P型PERC雙面電池等。

圖一：幾種典型的雙面電池(PERT、HJT、IBC)示意圖及結構

圖二：P型單晶PERC雙面電池正面(左)背面(右)圖

制造工藝對比

常見(jiàn)的晶硅電池(以P型單晶單面電池為例)的工藝主要包括六步：制絨與清洗、POCl3擴散、去磷硅玻璃(PSG)與邊絕隔離、正面鈍化減反射膜、絲網(wǎng)印刷和測試分選。

單面PERC電池的工藝，僅在常規單晶電池工藝的基礎上增加了背面疊層鈍化膜(一般為Al2O3/SiNx)和背面激光開(kāi)空兩道工藝。如果將單面PERC電池的背面全鋁背場(chǎng)改為背鋁柵線(xiàn)印刷，就成了雙面PERC電池。

從外觀(guān)上看，這兩種PERC電池的正面并無(wú)差異，只是雙面PERC電池的背面為不同厚度膜覆蓋，鋁背場(chǎng)局域接觸，從而也能受光發(fā)電。

而N型雙面電池的工藝相對復雜一些，需要在制絨和清洗后進(jìn)行多增加一次摻雜過(guò)程(BBr3擴散)。

圖三：傳統單面普通電池、雙面PERC電池、N型雙面電池工藝制作流程

市場(chǎng)競爭力比較

根據最新的國際光伏技術(shù)路線(xiàn)圖(ITRPV-2018)中電池轉換效率顯示，目前常規單晶電池的量產(chǎn)轉換效率在20.2%左右，而單晶PERC電池量產(chǎn)轉換效率在21.5%左右。

兩者相比，后者轉換效率具有明顯的競爭力，因此在近年來(lái)得到了大力發(fā)展。

由于單晶PERC電池僅需在常規單晶電池工藝基礎上增加兩道工藝，在現有產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行技術(shù)升級比較容易，所以大部分電池廠(chǎng)家更愿意選擇這一技術(shù)路線(xiàn)。

這也在一定程度上搶占了常規單晶電池的一些市場(chǎng)份額。

而其中，由于P型PERC雙面電池的制程與現有生產(chǎn)線(xiàn)兼容度更高，其生產(chǎn)成本相對于N型雙面電池低一些，所以更受電池廠(chǎng)家的青睞。

但N型雙面電池由于具有無(wú)光衰及高發(fā)電量的天然優(yōu)勢，也獲得了一部分的市場(chǎng)認可。

隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，P型電池的光衰得以逐步降低，N型電池的成本進(jìn)一步降低，最終將大大降低光伏系統發(fā)電的成本。

圖四：ITRPV-2018各種電池的產(chǎn)轉換效率圖

雙面組件的特點(diǎn)

與常規光伏組件背面不透光不同，雙面組件背面是用透明材料(玻璃或者透明背板)封裝而成，除了正面正常發(fā)電外，其背面也能夠接收來(lái)自環(huán)境的散射光和反射光進(jìn)行發(fā)電，因此有著(zhù)更高的綜合發(fā)電效率。

歸納起來(lái)，雙面組件有以下典型的特征：

圖五：雙面光伏組件受光示意圖

正面、背面都可受光發(fā)電，背面的光電轉換效率是正面的60%-90%，系統集成后系統發(fā)電功率相對于傳統單面組件電站的增益約為4%-30%。

根據雙面組件在戶(hù)外實(shí)證基地得出的發(fā)電增益數據來(lái)看，對應雙面組件的背面為草地、沙地、水泥地以及地面刷白漆時(shí)，其背面的發(fā)電增益分別為10%、12%、13%以及32%。

正面和背面都可采用鋼化玻璃作為保護材料，其采光性、耐候性佳，可靠性高，應用場(chǎng)景更多樣化、更富有創(chuàng )意。

安裝方式多樣化，可垂直、可傾斜，由此產(chǎn)生許多新的利用方式，如溫室、高速公路圍欄、陽(yáng)光房等。

相對于常規單面組件，由于雙面發(fā)電，雪天時(shí)組件表面不易積雪，且地面的雪地帶來(lái)的高反射使得組件的發(fā)電增益更高。

但在使用雙面組件時(shí)，需要特別關(guān)注其安裝方式、二極管的選擇、逆變器的選擇，以及由于失配導致的熱斑等可靠性問(wèn)題。

圖六：雪地應用場(chǎng)景下的雙面光伏組件柴油發(fā)電機組