N 型 TOPCon 電池以其卓越的效率和可靠性，已經(jīng)成為市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，在2024 年的市場(chǎng)份額約為 80%。盡管如此，眾多光伏企業(yè)為了在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化并提升產(chǎn)品價(jià)值，紛紛將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向 BC 型單面組件，并將其作為屋頂光伏市場(chǎng)的主打產(chǎn)品。BC 組件憑借其較高的正面功率輸出，理論上非常適合屋頂安裝應(yīng)用。在屋頂安裝環(huán)境中，BC 電池的雙面性劣勢(shì)可以得到顯著緩解。鑒于此，我們決定在江西開(kāi)展一項(xiàng)全面的實(shí)地測(cè)試研究。江西的季風(fēng)濕潤(rùn)氣候和全年-5至35°C的平均氣溫，為評(píng)估不同光伏組件的性能提供了理想的自然條件。這將有助于我們深入理解各種組件在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)，從而為未來(lái)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)策略提供科學(xué)依據(jù)。

2. 組件信息

本研究涵蓋 TOPCon 組件與某廠商生產(chǎn)的 BC 組件，所有組件均安裝于建筑屋頂，以確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。我們的核心目標(biāo)是深入分析這兩種組件在實(shí)際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)和 LCOE 潛力，為客戶提供可靠且高效的發(fā)電解決方案。本次測(cè)試涉及兩種組件：銘牌功率為575W的N型TOPCon組件和另一廠商 575Wp的BC組件，每種組件各有18塊。采用固定支架安裝，傾角設(shè)置為0°。所有組件均配備高精度傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電數(shù)據(jù)，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。

在測(cè)試過(guò)程中，我們?nèi)娌杉硕囗?xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括直流電壓、電流、功率，組件溫度，正面輻射度，風(fēng)速，風(fēng)向，環(huán)境溫度，相對(duì)濕度和大氣氣壓等。這些數(shù)據(jù)為我們提供了詳盡的信息，使我們能夠?qū)M件的性能進(jìn)行深入的分析和比較。

3. 測(cè)試結(jié)果

在 2023年8月14日至2024年7月15日的11個(gè)月中，我們觀察到一些顯著的氣候和性能變化。6月記錄到的最高日平均輻照度為273W/m²，7月記錄到的最高溫度為 39.7°C。1月和2月分別記錄了最低的輻照度104W/m²和環(huán)境溫度-5°C。2024年4月的頻繁降雨（20個(gè)雨天）導(dǎo)致了輻照度降低，進(jìn)而影響了組件的發(fā)電量。即使在這種連續(xù)多雨的情況下 ,TOPCon組件發(fā)電量也要比BC組件發(fā)電量高0.33%。然而，隨著6月高溫長(zhǎng)日照的來(lái)臨，TOPCon組件展現(xiàn)出了其卓越的性能，其發(fā)電量相比BC組件增加了1.95%。這一顯著的增益不僅證明了TOPCon組件在高溫環(huán)境下的適應(yīng)性，也凸顯了其在夏季的高效率。

此外，1 月至 2 月的雪季期間，低輻照度和低環(huán)境溫度的雙重影響下，TOPCon 組件的發(fā)電量比 BC 組件高出 0.52-0.53%。這一數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)了 TOPCon 組件在寒冷氣候條件下的優(yōu)越性能，尤其是在光照和溫度較低的冬季。測(cè)試結(jié)果顯示，TOPCon 組件在發(fā)電效率上表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，測(cè)試周期內(nèi)單瓦發(fā)電量比 BC 組件最高高出 1.95%，這歸因于其更高的發(fā)電能力（kWh/kW）和整體周期內(nèi)的高可靠性。這一結(jié)果充分表明，即使不考慮雙面性的因素，TOPCon 組件在屋頂應(yīng)用中依然表現(xiàn)更加優(yōu)異，可降低初始投資成本和 LCOE，同時(shí)提升發(fā)電量和產(chǎn)品性能。

表2：2023.8.14-2024.7.15每月單瓦發(fā)電量情況

4. 數(shù)據(jù)分析

TOPCon 組件之所以能夠?qū)崿F(xiàn)更高的發(fā)電量，主要得益于其更低的工作溫度。這使得它在夏季高溫環(huán)境下，當(dāng)其他組件因溫度系數(shù)而普遍發(fā)電量下降時(shí)，仍能保持較高的發(fā)電效率，從而實(shí)現(xiàn)更高的單瓦發(fā)電增益。在測(cè)試期間，TOPCon組件的平均工作溫度始終低于其他廠商的BC組件。在兩款組件的溫度系數(shù)均約為-0.29%/°C的情況下，BC組件因高溫而導(dǎo)致的發(fā)電量衰減明顯高于TOPCon 組件。

從原理來(lái)看，BC電池通過(guò)將電池正面的電極柵線轉(zhuǎn)移到電池背面，擴(kuò)大了有效發(fā)電面積，在那些不特別依賴雙面發(fā)電的屋頂光伏系統(tǒng)中，這種設(shè)計(jì)在提高電池轉(zhuǎn)換效率上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。然而，這種設(shè)計(jì)也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用中，BC 組件背面應(yīng)力的集中導(dǎo)致組件表面凸起與彎曲，進(jìn)而影響其可靠性和效率。特別是在6月和7月，這種現(xiàn)象更為明顯。當(dāng)最高氣溫可達(dá)37°C時(shí)，中午時(shí)分組件的表面溫度甚至可能超過(guò)60°C，這種高溫環(huán)境不僅會(huì)影響B(tài)C 組件的發(fā)電效率，還可能加速材料的老化，從而影響組件的長(zhǎng)期可靠性和性能。

5. 總結(jié)

本研究詳細(xì)記錄并對(duì)比分析了在屋頂應(yīng)用場(chǎng)景中，TOPCon 組件與BC組件在一年周期內(nèi)的性能表現(xiàn)。通過(guò)這一對(duì)比，旨在評(píng)估兩者在成本效益和能量產(chǎn)出方面的相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力。研究結(jié)果揭示了以下幾點(diǎn)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：

1.TOPCon 組件憑借其較高的發(fā)電能力（以千瓦時(shí)每千瓦計(jì)），在正面發(fā)電量方面比 BC 組件最高高出1.95%。即便忽略其雙面發(fā)電的優(yōu)勢(shì)，TOPCon在屋頂應(yīng)用中依然展現(xiàn)出了更強(qiáng)的潛力。

2. 研究發(fā)現(xiàn)，兩種組件在輻照度、溫度與發(fā)電量之間存在著顯著的線性相關(guān)性。具體而言，隨著輻照度和溫度的增加，TOPCon 組件的發(fā)電量增益尤為顯著。

3.TOPCon 組件在早晨和黃昏的低光條件下表現(xiàn)出更為優(yōu)異的性能。這一點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中尤為重要，因?yàn)樗馕吨谌照諘r(shí)間較短的時(shí)段內(nèi)，TOPCon組件能夠更有效地利用有限的光照資源。

基于這些數(shù)據(jù)，我們建議未來(lái)應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)電效率測(cè)試和監(jiān)測(cè)研究，從而為用戶提供更加科學(xué)和精確的解決方案。