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疊瓦,回魂

   2019-07-15 摩爾光伏48880
核心提示:疊瓦,曾死于拼片的口誅筆伐。中環股份在6月20日的股東會議上仍堅持疊瓦毫無疑義的是未來主流技術路線。經歷了大風大雨的疊瓦技
疊瓦,曾死于拼片的口誅筆伐。

中環股份在6月20日的股東會議上仍堅持疊瓦毫無疑義的是未來主流技術路線。經歷了大風大雨的疊瓦技術,仍被頭部企業看好。

各種消滅片間距的技術手段正在勃興。像手機一樣,光伏行業組件產品也流行起"屏占比"。同樣的電池效率,同樣的組件尺寸,更高屏占比,可以獲得更高的組件輸出功率。

疊瓦,算是鼻祖。過去一年,雖然面臨專利緊箍咒,但是疊瓦的發展也算風生水起。目前國內開發疊瓦技術的公司不在少數,包括賽拉弗光伏、東方環晟、比亞迪、天合光能、中來股份、阿特斯、隆基樂葉、尚德電力等。在2019年SNEC展會上展出的疊瓦組件亦不在少數。

疊瓦路線不完全統計:


摩爾光伏據公開資料統計整理


其他消滅片間距的技術手段也正在悄然進行,這場不見硝煙的戰爭,異常激烈。除了疊瓦,還有另外幾種技術也正在用星星之火燎原,勢頭漸起。

這其中首推拼片技術,幾個月前的一片文章讓拼片在一夕之間爆火,隨后也帶來了不小的爭議。但是,不可否認的是,拼片已經走進行業大眾視野。據治雨的文章,使用拼片三角焊帶相關設備可使電池片間距可控制在0.4mm~0.6mm精度內。治雨介紹,拼片的CTM在101--101.5%左右,封裝增益十分明顯。拼片的CTM在101--101.5%,是一個封益的技術。拼片的CTM在101--101.5%,是一個封益的技術。拼片的CTM在101--101.5%,是一個封益的技術。

也有企業在今年SNEC展會上推出板塊互聯高效組件,該技術是將組件的間隙通過設計壓縮到極致,通過緊密的排列,實現組件的高轉換效率。據了解,板塊互聯組件內部植入了很多工藝技術細節來優化工藝,組件沒有常規的串,而采用板塊替代,板塊內的間隙代替了常規的串之間的間隙。

隆基樂葉在5月份推出"無縫焊接"技術,據了解該技術是通過對焊接機改造,就可以實現"無縫焊接"組件生產,相比"拼片"需要更換設備,"無縫焊接"技術的產線改造成本更低。據隆基樂葉介紹,采用"無縫焊接"技術生產的組件成本比半片組件還低,效率卻能提高0.5個點。隆基樂葉稱,今年第三季度進入批量生產,并逐步替代半片產線。

從PVInfolink提供的數據來看,2018全球有近1吉瓦疊瓦組件出貨。最大的市場仍為中國內需市場,海外方面,中國疊瓦組件2018的出口總量為320兆瓦。在3月底摩爾光伏舉辦的2019PVTD第二屆光伏組件發展趨勢與可靠性技術研討會上,PVInfolink首席分析師林嫣容表示,疊瓦技術雖為未來的發展趨勢,但目前來看,疊瓦技術成熟度還不足,長期可靠性有待時間驗證,專利仍是不可忽視的疑慮,她預計今年疊瓦有8GW的產能增加,但是實際產出有限。

疊瓦組件將成品電池片切成數(通常1切5或1切6)后用導電膠相連,疊瓦組件的好處在于,無主柵/焊帶遮擋,無電池片間距,顯著提高了受光量,不使用焊帶且串聯電流顯著降低,降低電學損耗。據了解,22%平均效率的單晶PERC電池,疊瓦60版型組件封裝功率達345W。組件封裝技術對組件功率帶來的提升已經高于電池效率增加1%帶來的提升。疊瓦的優勢顯而易見,但同時,疊瓦組件也對企業技術積累提出了很高要求,疊瓦組件增加切片過程,顛覆了傳統成串過程,對工藝精度要求高,還需匹配合適的導電膠以滿足加嚴可靠性測試要求。

目前上市場上疊瓦組件存在橫排版與豎排版兩種版型,通常,印刷法選擇豎排版,點膠法選擇橫排版。


來源:阿特斯劉亞鋒《簡析阿特斯海迪曼(HIDM)組件》,摩爾光伏2019PVTD
 

疊瓦組件一般流程

在一個行業調查問卷中,行業人士并不認為專利是首要難題。

在這份調查問卷中,大家認為,疊瓦組件成為主流前,最需要解決的問題是產品的可靠性問題。如下表,


疊瓦組件可靠嗎?有資料顯示,目前疊瓦雙倍和三倍IEC測試衰減均符合IEC要求,尤其根據賽拉弗CNAS實驗室測試結果,與常規組件的熱循環TC200可靠性測試對比中,疊瓦組件衰減比常規組件低1.7%。疊瓦組件經過5400PA機械載荷后,再經過TC600溫度循環試驗后,衰減僅為1.07%。優于常規組件。但是疊瓦組件的可靠性還是備受質疑。


圖片來源:賽拉弗金鵬《高效異質結電池(HIT)在疊瓦組件上的應用》,摩爾光伏2019PVTD

隆基樂葉王夢松認為,疊瓦組件柔性導電膠的形變彌補了電池片與焊帶等材料之間的熱膨脹系數的差異,故疊瓦組件具有比整片電池組件更優異的高低溫循環性能,可以適應各種溫差環境。


資料來源:王夢松《疊瓦組件技術-機遇與挑戰》,摩爾光伏2019PVTD

同時,王夢松認為,疊瓦組件具有更低的熱斑風險,熱斑溫度下降25~30℃。因為疊瓦獨特的電路設計,當發生熱斑時,被遮擋電池上消耗的功率只是整片組件的1/12或更低,另外,疊瓦產品可以通過導電膠將熱斑電池的熱量快速的傳遞至相鄰電池片,降低問題電池的溫度,所以,他認為,疊瓦組件的抗熱斑性能更好。


資料來源:王夢松《疊瓦組件技術-機遇與挑戰》,摩爾光伏2019PVTD

據劉亞鋒介紹,疊瓦組件采用導電膠(ECA)連接,片與片之間重疊,硅與ECA粘接性及應力釋放帶來全新的失效模式。ECA需要一定的彈性形變和耐剪切形變能力,確保組件連接的可靠性能。2017年,阿特斯就推出海迪曼(HIDM)疊瓦組件在所有的老化測試中組件功率衰減均小于2.1%。

目前,導電膠的基材類型為有機硅,有機氟體系,環氧,丙烯酸酯三類,導電體為銀或銀包銅。

各類導電膠基材性能對比,


文獻中疊瓦組件失效模式(導電膠):


來源:阿特斯劉亞鋒《簡析阿特斯海迪曼(HIDM)組件》,摩爾光伏2019PVTD

從發電效果來看,疊瓦組件的優勢也較為明顯。從隆基泰州9個月的發電實證效果看,單瓦發電能力上,單面疊瓦組件發電能力較單玻PERC整片高0.51%。


資料來源:王夢松《疊瓦組件技術-機遇與挑戰》,2019PVTD

疊瓦,現在應該回過神了吧。畢竟在眾多的零片間距的技術中,他經歷的時間最長,遇到的環境更復雜,發電性能穩定。而其他號稱零片間距或消滅片間距的技術路線的可靠性究竟如何?還有待長時間的發電實踐檢驗或戶外嚴酷環境的考驗。 
 
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