叠瓦,回魂

来源:摩尔光伏 作者:斯摩尔福 发布时间:2019-07-09 14:12 阅读数:2713

叠瓦,曾死于拼片的口诛笔伐。

中环股份在6月20日的股东会议上仍坚持叠瓦毫无疑义的是未来主流技术路线。经历了大风大雨的叠瓦技术,仍被头部企业看好。

各种消灭片间距的技术手段正在勃兴。像手机一样,光伏行业组件产品也流行起"屏占比"。同样的电池效率,同样的组件尺寸,更高屏占比,可以获得更高的组件输出功率。

叠瓦,算是鼻祖。过去一年,虽然面临专利紧箍咒,但是叠瓦的发展也算风生水起。目前国内开发叠瓦技术的公司不在少数,包括赛拉弗光伏、东方环晟、比亚迪、天合光能、中来股份、阿特斯、隆基乐叶、尚德电力等。在2019年SNEC展会上展出的叠瓦组件亦不在少数。

叠瓦路线不完全统计:

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摩尔光伏据公开资料统计整理

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其他消灭片间距的技术手段也正在悄然进行,这场不见硝烟的战争,异常激烈。除了叠瓦,还有另外几种技术也正在用星星之火燎原,势头渐起。

这其中首推拼片技术,几个月前的一片文章让拼片在一夕之间爆火,随后也带来了不小的争议。但是,不可否认的是,拼片已经走进行业大众视野。据治雨的文章,使用拼片三角焊带相关设备可使电池片间距可控制在0.4mm~0.6mm精度内。治雨介绍,拼片的CTM在101--101.5%左右,封装增益十分明显。拼片的CTM在101--101.5%,是一个封益的技术。拼片的CTM在101--101.5%,是一个封益的技术。拼片的CTM在101--101.5%,是一个封益的技术。

也有企业在今年SNEC展会上推出板块互联高效组件,该技术是将组件的间隙通过设计压缩到极致,通过紧密的排列,实现组件的高转换效率。据了解,板块互联组件内部植入了很多工艺技术细节来优化工艺,组件没有常规的串,而采用板块替代,板块内的间隙代替了常规的串之间的间隙。

隆基乐叶在5月份推出"无缝焊接"技术,据了解该技术是通过对焊接机改造,就可以实现"无缝焊接"组件生产,相比"拼片"需要更换设备,"无缝焊接"技术的产线改造成本更低。据隆基乐叶介绍,采用"无缝焊接"技术生产的组件成本比半片组件还低,效率却能提高0.5个点。隆基乐叶称,今年第三季度进入批量生产,并逐步替代半片产线。

从PVInfoLink提供的数据来看,2018全球有近1吉瓦叠瓦组件出货。最大的市场仍为中国内需市场,海外方面,中国叠瓦组件2018的出口总量为320兆瓦。在3月底摩尔光伏举办的2019PVTD第二届光伏组件发展趋势与可靠性技术研讨会上,PVInfoLink首席分析师林嫣容表示,叠瓦技术虽为未来的发展趋势,但目前来看,叠瓦技术成熟度还不足,长期可靠性有待时间验证,专利仍是不可忽视的疑虑,她预计今年叠瓦有8GW的产能增加,但是实际产出有限。

叠瓦组件将成品电池片切成数(通常1切5或1切6)后用导电胶相连,叠瓦组件的好处在于,无主栅/焊带遮挡,无电池片间距,显著提高了受光量,不使用焊带且串联电流显著降低,降低电学损耗。据了解,22%平均效率的单晶PERC电池,叠瓦60版型组件封装功率达345W。组件封装技术对组件功率带来的提升已经高于电池效率增加1%带来的提升。叠瓦的优势显而易见,但同时,叠瓦组件也对企业技术积累提出了很高要求,叠瓦组件增加切片过程,颠覆了传统成串过程,对工艺精度要求高,还需匹配合适的导电胶以满足加严可靠性测试要求。

目前上市场上叠瓦组件存在横排版与竖排版两种版型,通常,印刷法选择竖排版,点胶法选择横排版。

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来源:阿特斯刘亚锋《简析阿特斯海迪曼(HIDM)组件》,摩尔光伏2019PVTD

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叠瓦组件一般流程

在一个行业调查问卷中,行业人士并不认为专利是首要难题。

在这份调查问卷中,大家认为,叠瓦组件成为主流前,最需要解决的问题是产品的可靠性问题。如下表,

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叠瓦组件可靠吗?有资料显示,目前叠瓦双倍和三倍IEC测试衰减均符合IEC要求,尤其根据赛拉弗CNAS实验室测试结果,与常规组件的热循环TC200可靠性测试对比中,叠瓦组件衰减比常规组件低1.7%。叠瓦组件经过5400PA机械载荷后,再经过TC600温度循环试验后,衰减仅为1.07%。优于常规组件。但是叠瓦组件的可靠性还是备受质疑。

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图片来源:赛拉弗金鹏《高效异质结电池(HIT)在叠瓦组件上的应用》,摩尔光伏2019PVTD

隆基乐叶王梦松认为,叠瓦组件柔性导电胶的形变弥补了电池片与焊带等材料之间的热膨胀系数的差异,故叠瓦组件具有比整片电池组件更优异的高低温循环性能,可以适应各种温差环境。

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资料来源:王梦松《叠瓦组件技术-机遇与挑战》,摩尔光伏2019PVTD

同时,王梦松认为,叠瓦组件具有更低的热斑风险,热斑温度下降25~30℃。因为叠瓦独特的电路设计,当发生热斑时,被遮挡电池上消耗的功率只是整片组件的1/12或更低,另外,叠瓦产品可以通过导电胶将热斑电池的热量快速的传递至相邻电池片,降低问题电池的温度,所以,他认为,叠瓦组件的抗热斑性能更好。

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资料来源:王梦松《叠瓦组件技术-机遇与挑战》,摩尔光伏2019PVTD

据刘亚锋介绍,叠瓦组件采用导电胶(ECA)连接,片与片之间重叠,硅与ECA粘接性及应力释放带来全新的失效模式。ECA需要一定的弹性形变和耐剪切形变能力,确保组件连接的可靠性能。2017年,阿特斯就推出海迪曼(HIDM)叠瓦组件在所有的老化测试中组件功率衰减均小于2.1%。

目前,导电胶的基材类型为有机硅,有机氟体系,环氧,丙烯酸酯三类,导电体为银或银包铜。

各类导电胶基材性能对比,

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文献中叠瓦组件失效模式(导电胶):

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来源:阿特斯刘亚锋《简析阿特斯海迪曼(HIDM)组件》,摩尔光伏2019PVTD

从发电效果来看,叠瓦组件的优势也较为明显。从隆基泰州9个月的发电实证效果看,单瓦发电能力上,单面叠瓦组件发电能力较单玻PERC整片高0.51%。

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资料来源:王梦松《叠瓦组件技术-机遇与挑战》,2019PVTD

叠瓦,现在应该回过神了吧。毕竟在众多的零片间距的技术中,他经历的时间最长,遇到的环境更复杂,发电性能稳定。而其他号称零片间距或消灭片间距的技术路线的可靠性究竟如何?还有待长时间的发电实践检验或户外严酷环境的考验。

头图来源:瑞元鼎泰

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