Trong thập kỷ qua, sự tăng trưởng của ngành công nghiệp quang điện (PV) toàn cầu đã rất ấn tượng. Những phát triển công nghệ vượt bậc đã được thực hiện trong cả phòng thí nghiệm và sản xuất hàng loạt trong công nghiệp. Như thể hiện trong Hình 1, các công nghệ mới nổi đã xuất hiện trong khoảng một thập kỷ trở lại đây, trong khi đó, hiệu quả của các tế bào với các công nghệ khác nhau đã nhanh chóng tăng lên. Hiệu suất của tế bào silic đơn tinh thể đã đạt hiệu suất phòng thí nghiệm là 26,7%. Một công nghệ mới nổi đầy hứa hẹn khác là công nghệ tế bào Perovskite Si và xếp theo hàng dọc, đã đạt hiệu suất trong phòng thí nghiệm là 29,8%.
Tuy nhiên, công nghệ chủ đạo trong ngành vẫn là công nghệ pin mặt trời silicon đơn tinh thể. Với sự phát triển và trưởng thành của công nghệ PERC loại p, không gian hạn chế để cải thiện hơn nữa hiệu quả của tế bào. Mặt khác, hiệu quả của tế bào silicon loại n đã được cải thiện nhanh chóng trong những năm gần đây. Năng lực sản xuất của tế bào loại n dự kiến sẽ mở rộng trong 1-2 năm tới, khi sự trưởng thành của công nghệ và thiết bị tăng lên và chi phí giảm. Mô-đun PV loại n dự kiến sẽ trở thành sản phẩm chủ đạo trên thị trường trong 5 năm nữa, như thể hiện trong Hình 2.
Giới thiệu JA DeepBlue 4.0 X
Bây giờ, cùng với sự phát triển của toàn bộ chuỗi ngành, chúng ta đã đến năm đầu tiên của quá trình công nghiệp hóa các sản phẩm loại n. Khách hàng đang tìm kiếm loại mô-đun PV nào trong kỷ nguyên loại n?
Vào ngày 18 tháng 5 năm 2020, JA Solar ra mắt các sản phẩm dòng DeepBlue 3.0, bắt đầu một chương mới gồm 182 mô-đun. DeepBlue 3.0 hiện đã trở thành một trong những sản phẩm chủ đạo trên thị trường. JA Solar đã không ngừng đổi mới và vượt lên chính mình, đồng thời cam kết tạo ra các sản phẩm PV với khả năng cạnh tranh kỹ thuật cốt lõi thực sự. Giờ đây, hai năm sau khi DeepBlue 3.0 ra đời, một lần nữa chúng ta lại được chứng kiến sự ra đời của một sản phẩm mới – DeepBlue 4.0 X. Đó là sản phẩm kế thừa giá trị “lấy khách hàng làm trung tâm”của dòng DeepBlue; nó là sản phẩm hàng đầu dựa trên công nghệ mô-đun và tế bào hiệu suất cao loại n mới nhất; nó là một sản phẩm dẫn đầu ngành công nghiệp trong thời đại hiệu quả cao và mở ra một tương lai vô hạn; nó là một sản phẩm đột phá ra đời đúng thời điểm.
Các tính năng và lợi thế cốt lõi của JA DeepBlue 4.0 X được trình bày bên dưới.
1. BYCIUM + tế bào hai mặt hiệu suất cao loại n
JA DeepBlue 4.0 X là sản phẩm loại n chính thức đầu tiên của JA Solar, nhưng JA Solar đã phát triển pin mặt trời loại n trong 13 năm và đã trải qua nhiều lần lặp lại. Hiệu quả không ngừng được nâng cao. Các công nghệ cốt lõi của tấm pin mặt trời Bycium + loại n hiệu suất cao bao phủ wafer, tế bào và quy trình.
1) Wafer cho BYCIUM + cell: wafer là wafer loại n pha tạp phốt pho do JA Solar tự phát triển. Tuổi thọ của sóng mang thiểu số cao hơn nhiều, ở mức mili giây (hơn 50 lần wafer loại p). Tế bào loại n cần trải qua quá trình nhiệt độ cực cao. Để loại bỏ tác động tiêu cực của oxy trong môi trường nhiệt độ cao, chúng tôi giảm một cách hiệu quả hàm lượng oxy trong wafer silicon xuống dưới 12 ppm và điều này có thể làm cho wafer đáp ứng các yêu cầu của tế bào loại n vốn rất nhạy cảm với ôxy. Về kích thước tấm wafer, JA Solar sẽ tiếp tục với kích thước wafer M10 đã được chứng minh đã được áp dụng cho các sản phẩm loại p của chúng tôi. Điều này đảm bảo rằng kích thước mô-đun hoàn toàn giống với mô-đun loại P, do đó thuận tiện cho việc cài đặt và ứng dụng mô-đun.
2) Cấu trúc thụ động bề mặt: trong nhiều năm, cách hiệu quả để cải thiện tính hiệu quả của tế bào là thụ động bề mặt tốt hơn. Khả năng thụ động của bề mặt phía trước và phía sau của ô BYCIUM + đã được nâng cấp một cách tối ưu. Như thể hiện trong Hình 4, với sự kết hợp của các hiệu ứng thụ động hóa và trường trên cả hai bề mặt cũng như tiếp xúc thụ động sáng tạo ở bề mặt phía sau, nó có thể giảm sự tái kết hợp bề mặt xuống gần bằng không. Ngoài ra, sự kết hợp giữa các ngón tay siêu mỏng và lớp phủ chống phản xạ hai mặt cũng được áp dụng để cho phép các tế bào năng lượng mặt trời khai thác nhiều năng lượng ánh sáng hơn. Voc của tế bào vượt quá 720mv và hiệu suất sản xuất hàng loạt là hơn 24,8%.
2. Công nghệ kết nối linh hoạt không khoảng cách (GFI)
Công nghệ tế bào loại n tiên tiến góp phần rất lớn vào việc nâng cao hiệu quả của sản phẩm mô-đun cuối cùng. Để đạt được hiệu quả mô-đun cao hơn, JA DeepBlue 4.0 X cũng sử dụng công nghệ mô-đun mật độ cao thế hệ mới – công nghệ Kết nối linh hoạt không khoảng cách (GFI). Như thể hiện trong Hình 5, công nghệ GFI loại bỏ vấn đề nứt vi mô đối với mô-đun mật độ cao bằng cách sử dụng dải băng tròn thông thường cùng với thiết kế bộ đệm đặc biệt để xử lý ứng suất cơ học tại các kết nối tế bào. Nó đảm bảo hiệu suất phát điện lâu dài ổn định và đáng tin cậy. Bên cạnh đó, GFI hoàn toàn tương thích với cả mô-đun một mặt và hai mặt. Thông qua công nghệ GFI, công suất mô-đun có thể tăng hơn 5 watt và hiệu suất mô-đun tăng ít nhất 0,2%.
3. Độ tin cậy tuyệt vời của JA DeepBlue 4.0 X
Các tiêu chuẩn IEC yêu cầu tổn thất điện năng của mô-đun dưới 5% sau các thử nghiệm. Như có thể thấy từ Hình 6, tổn thất điện năng của JA DeepBlue 4.0 X chỉ khoảng 2%, thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn IEC. Điều này chứng tỏ độ tin cậy tuyệt vời của DeepBlue 4.0 X và đảm bảo hiệu suất phát điện trong suốt vòng đời 30 năm.
4. Công suất và hiệu suất cao hơn
Với công nghệ tế bào và mô-đun tiên tiến, JA DeepBlue 4.0 X có mật độ năng lượng cao hơn. So với mô-đun loại p, công suất của DeepBlue 4.0 X cao hơn khoảng 25W và hiệu suất mô-đun cao hơn khoảng 1% (Hình 7).
5. Sự xuống cấp thấp hơn
Khi chúng tôi đánh giá một sản phẩm mô-đun, ngoài công suất và hiệu suất, hiệu suất phát điện của mô-đun cũng rất quan trọng, vì điều này ảnh hưởng đến lợi ích của khách hàng từ trạm điện PV. Hiệu suất phát điện chủ yếu bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, bao gồm suy giảm, hiệu ứng nhiệt độ, độ hai mặt, hiệu suất ánh sáng yếu, v.v.
JA Solar cung cấp bảo hành sản lượng điện trong 30 năm (Hình 8), với mức suy giảm trong năm đầu tiên là 1% và tỷ lệ suy giảm tuyến tính là 0,4% mỗi năm. Sau 30 năm, sức mạnh của mô-đun JA DeepBlue 4.0 X vẫn có thể đạt ít nhất 87,4% giá trị ban đầu, cao hơn 2,4% so với mô-đun loại p thông thường. Do tỷ lệ xuống cấp thấp hơn này, mô-đun loại n tạo ra lượng điện nhiều hơn 1,8% trong 30 năm, so với mô-đun loại p.
6. Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp hơn
Như đã biết, nhiệt độ cao hơn sẽ làm giảm sản lượng điện của các mô-đun PV. Đối với tế bào BYCIUM +, vì điện áp mạch hở của nó có thể cao tới khoảng 715 mV, nên cuối cùng DeepBlue 4.0 X có hệ số nhiệt độ tốt hơn. Hệ số nhiệt độ của công suất là -0,30% / ° C, trong khi đó là -0,35% / ° C đối với mô-đun loại p. Hệ số nhiệt độ tuyệt vời này cho phép JA DeepBlue 4.0 X tạo ra nhiều năng lượng hơn trong môi trường nhiệt độ cao. Như có thể thấy từ Hình 9, nhờ hệ số nhiệt độ tuyệt vời, DeepBlue 4.0 X tạo ra lượng điện nhiều hơn khoảng 2% so với mô-đun loại p trong một năm, nếu chúng ta giả sử rằng nhiệt độ hoạt động là 65 ° C.
7. Lợi ích hai mặt cao hơn
Dưới ánh sáng tiêu chuẩn 1000 W / m2, JA DeepBlue 4.0 X có độ hai mặt cao hơn 80%, trong khi giá trị điển hình cho mô-đun loại p chỉ là 70%. Nếu chúng ta giả sử rằng độ chiếu xạ ở mặt sau là 10% của mặt trước, thì mức tăng thêm hai mặt là khoảng 0,9% đối với DeepBlue 4.0 X so với mô-đun loại p.
8. Hiệu suất ánh sáng yếu tốt hơn
Do điện trở bên trong thấp hơn và tuổi thọ sóng mang thiểu số cao hơn của các tế bào loại n, JA DeepBlue 4.0 X có hiệu suất tốt hơn trong điều kiện chiếu xạ thấp. Kết quả thử nghiệm cho thấy (Hình 10) khi độ chiếu xạ dưới 600 W / m², mô-đun loại n rõ ràng tạo ra nhiều điện hơn loại p. Vì vậy, năng lượng tăng vào buổi sáng hoặc buổi tối sẽ là khoảng 0,2%
Hình sau (Hình 11) tóm tắt các tính năng và lợi ích của mô-đun JA DeepBlue 4.0 X.
Dữ liệu từ Dự án Trình diễn và Mô phỏng
“Tối đa hóa giá trị khách hàng” là ý tưởng thiết kế cốt lõi của DeepBlue 4.0 X. Hiệu suất phát điện tuyệt vời của mô-đun loại n cải thiện hoàn hảo giá trị của khách hàng. JA Solar và TÜV NORD đã tiến hành thử nghiệm năng suất một năm (từ tháng 2 năm 2021 đến tháng 2 năm 2022) tại Trung tâm Thử nghiệm Quang điện Trung Quốc, căn cứ Ngân Xuyên (Tây Bắc Trung Quốc). Kết quả (Hình 12) từ dự án trình diễn này cho thấy khả năng phát điện của mô-đun loại n cao hơn 3,9% so với mô-đun loại p. Hiệu suất phát điện tuyệt vời là điều cần thiết cho các sản phẩm mô-đun tuyệt vời.
BOS và LCOE là các chỉ số cốt lõi để đánh giá giá trị của khách hàng đối với nhà máy điện PV. Chúng tôi đã thực hiện mô phỏng một dự án 100MW ở Dubai để so sánh BOS và LCOE của DeepBlue 4.0 X và mô-đun loại p. Kết quả cho thấy BOS của DeepBlue 4.0 X thấp hơn 2,1% và LCOE thấp hơn 4,6% so với mô-đun loại p (Hình 13). Mô-đun DeepBlue 4.0 X sẽ mang lại lợi ích đáng kể cho hệ thống PV.
Ngoài ra, đối với các vùng khác nhau, chúng tôi cũng thực hiện các mô phỏng tương ứng (Hình 14). LCOE của mô-đun loại n tốt hơn mô-đun loại p, và sự khác biệt trung bình là khoảng 2,3%.
Kết luận
Chất lượng cao, hiệu quả cao, chi phí thấp”là chủ đề muôn thuở của ngành PV. Chi phí sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các ứng dụng thương mại quy mô lớn. Chi phí sản xuất tế bào của DeepBlue 4.0 X vẫn cao hơn một chút so với sản phẩm loại p. Tuy nhiên, với sự cải tiến hơn nữa về công nghệ và năng lực sản xuất, chúng tôi cho rằng, giá thành của DeepBlue 4.0 X sẽ cạnh tranh hơn trong 1-2 năm tới. Trong tương lai, JA Solar sẽ tiếp tục cung cấp cho khách hàng các sản phẩm PV với LCOE tốt nhất và giá trị khách hàng cao nhất, đồng thời góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho việc đạt được các mục tiêu về trung tính carbon.
