5.1 太阳能电池组件的选择

太阳能电池组件的选择应根据电池组件的制造水平、技术成熟度、价格水平、运行可靠性，结合场址区域的气候特点、施工条件、交通运输的状况、太阳辐照特征等条件，通过进行技术经济比较，确定适合工程实际的大型并网型光伏电站的电池组件的类型。

5.1.1 太阳能电池的分类

太阳能电池多为半导体材料制造，发展至今已种类繁多形式各样。可用各种方法对太阳能电池进行分类，如可按结构、材料、用途、工作方式的不同进行分类。下面主要按结构和材料的不同进行分类介绍。

（1）按照结构不同可分为：同质结太阳能电池、异质结太阳能电池、肖特基太阳能电池、多结太阳能电池、液结太阳能电池。

（2）按材料不同可分如下：

硅太阳能电池。主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池。

化合物半导体太阳能电池。硫化镉太阳能电池、砷化镓太阳能电池、硒铟铜太阳能电池、磷化铟太阳能电池灯。

有机半导体太阳能电池。其中有机半导体主要有分子晶体、电荷转移络合物、高聚物三类。

薄膜太阳能电池。主要有非晶硅薄膜太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池、

化合物半导体薄膜太阳能电池、纳米晶薄膜太阳能电池、微晶硅薄膜太阳能电池等。

5.1.2 太阳能电池性能技术比较

根据当前太阳能电池组件的技术成熟程度，当前可供选择的主要光伏电池面板有单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池。其中，单晶硅电池、多晶硅电池及非晶硅薄膜电池作为最早的第一及第二批光伏发电电池技术，技术已经比较成熟。

单晶硅太阳能电池的光电转换效率为18%左右，最高的可达25%，这是目前所有种类的电池中光电转换效率最高的，目前由它制成的单晶硅太阳电池组件转换效率为14%左右，最高的达到17%。但由于原材料的原因，电池片存在倒角，使得有效发电面积减小。根据实验室和工程中的测试，单晶硅太阳能电池在工程投产的前期，功率衰减较多晶硅太阳电池块。但制作成本较大，以至于还不能被广泛使用。

多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳电池的光电转化效率则要降低不少，其光电转换效率约17%。多晶硅电池组件的效率在13%～15%之间。从制作成本上来讲，比单晶硅太阳电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。多晶硅太阳电池的使用寿命要比单晶硅太阳电池稍微短。但目前从性能价格比较，多晶硅太阳电池组件从制造工艺、材料成本及规模化生产要优于单晶硅电池组件。

非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，也是第一代非晶电池，它与单晶硅和多晶硅太阳电池的制作方法完全不同，工艺过程大大简化，硅材料消耗很少，电耗更低。它的主要优点是在弱光条件下也能发电。但非晶硅太阳电池存在的主要问题是光电转换效率偏低，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减相对减缓。

碲化镉薄膜电池是一种比较成熟的第二代电池技术，其光谱响应与太阳光光谱基本符合，转换效率在11%左右，较非晶硅有1%～2%的提高。但镉作为一种重金属污染物，当前受到世界各国的明令禁止。加上并未有确实的证据表明其不会造成环境污染，故考虑到相关法律风险，不建议采用该种电池。

铜铟镓硒薄膜电池是最被看到的第三代电池技术的代表，其具有效率接近于多晶硅，成本约为多晶硅的1/3的优势。但由于其生产技术不成熟，生产厂家较少，产量有限，其成本优势被明显抵消。

单晶硅、多晶硅、非晶硅电池组件主要技术性能比较见表5.1-1

综上所述，单晶硅电池转化效率略高于多晶硅电池，两种电池组件的电性能、寿命等重要指标相差不大。从技术性能上考虑单晶硅和多晶硅电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点，都可以广泛应用于大型并网光伏电站项目。

非晶硅电池组件由于处于发展初期，并且衰减率较大，即光电转换效率会随着光照时间的延续而衰减，使电池不稳定。因此，直接影响到了它的实际应用，目前未被广泛应用于大型的并网光伏电站项目。

5.1.3 太阳能电池经济性比较

2007年以来，硅原料市场价格连年下跌，当前硅晶体电池组件与非晶体电池组件的成本逐步接近，当前价格呈现倒挂趋势。

按目前市场价格，单晶硅电池组件每峰瓦价格为4～5元，多晶硅电池组件每峰瓦价格为4～4.5元，非晶硅薄膜电池每峰瓦价格为6～7元。根据当前投资规模和国际市场硅原料价格走势，考虑到部分厂家的产业链已经完整，电池组件每峰瓦价格年内应保持稳定的市场价格。

根据以上价格，10M W p光伏电站实际静态总投资初步估算值见表5.1-2。

从表5.1-2可以看出，多晶硅的初期投资规模最小。

5.1.4 发电周期内成本

根据综合发电能力以及初期投资可知，仅从成本上来说，在不计算后期维护费用的情况下，多晶硅的发电成本最低，单晶硅的发电成本比多晶硅高约11%，而非晶硅的发电成本比多晶硅高约16%。

从后期维护的方面出发，单晶硅与多晶硅的占地面积相当，而非晶硅的占地面积约为多晶硅的1.8倍左右，而且经过长时间的试验站研究，单晶硅与多晶硅的发电稳定性较非晶硅为高，在设备更换率上，非晶硅比单晶硅高约5%，因此从发电周期内成本来看，采用多晶硅较为合理。

5.1.5 太阳能电池类型的确定

根据当前电池组件的制造水平和技术成熟度、技术特性和价格水平，综合考虑场址区域的气候特点、安装条件和太阳能辐照特征等各种因素，通过上述技术经济性比较，工程推荐全部选用多晶硅电池组件。