技術創(chuàng)新是實現(xiàn)光伏行業(yè)降本增效的核心推動力,0BB(無主柵)技術作為光伏領域的創(chuàng)新突破,正在掀起新一輪“降本增效”的技術創(chuàng)新,逐步引領行業(yè)向更高效率、更低成本的方向發(fā)展。作為光伏行業(yè)的創(chuàng)新引領者,泉為科技對0BB技術的興起、應用及入市進行了深入洞察,并在逐步投入大量資源進行相關技術的研發(fā)和優(yōu)化。
光伏領域的技術革新與效率飛躍
0BB技術受到追捧,本質(zhì)上是光伏企業(yè)對降本增效的極致追求。度電成本高于傳統(tǒng)電力是光伏行業(yè)發(fā)展的較大阻礙,為此光伏行業(yè)多年以來專注于降本提效,以降低整體成本和提高光伏組件全生命周期的發(fā)電收益,提升主柵數(shù)量及采用0BB技術都是基于此目的。過去十多年時間,光伏行業(yè)致力于通過不斷提升主柵數(shù)量來實現(xiàn)降本提效,增加主柵數(shù)量,降低主柵寬度能在保證電池組件導電性能的同時減少遮光損失、降低功率損耗進而提高轉(zhuǎn)換效率。當前,0BB技術之所以成為了最火熱的創(chuàng)新方向之一,主要在于其在降低成本、提高效率方面具有更顯著的優(yōu)勢。
“0BB(無主柵)技術在提升主柵數(shù)量的基礎上進一步升級,取消電池片主柵,用焊帶替代主柵收集及導出電流的作用,進一步節(jié)省了銀漿成本,”泉為先進光伏技術研究院常務副院長甄永泰提及,“0BB技術相比現(xiàn)有的技術路線,可以降低20%~40%的銀漿耗量,并且0BB技術所使用焊帶數(shù)量多于現(xiàn)有的SMBB,焊帶直徑也有減小,可以減少遮光面積,同時降低電流傳輸路徑使串聯(lián)電阻更低從而降低功率損耗,提高組件功率,此外,更多的焊帶數(shù)量,可以明顯提高匯流接觸點數(shù)量,進而提高組件的抗隱裂能力?!?/p>
更重要的是,0BB技術可以應用在TOPCon、異質(zhì)結、BC等多種技術路線上,當前,多數(shù)業(yè)內(nèi)龍頭都已開啟了在0BB技術上的布局。
多樣化實現(xiàn)方案:成本、效率與工藝難度的權衡
在實際生產(chǎn)中,HJT技術路線中銀漿耗量更多,因而0BB技術對HJT的降本更為明顯,相比之下,HJT企業(yè)對發(fā)展0BB技術也更為熱衷。甄永泰介紹,對于異質(zhì)結電池組件而言,0BB技術當前大致有四種不同的實現(xiàn)方案,包括SmartWire、覆膜IFC方案、點膠/印刷方案和焊接點膠方案,這些方案在工藝步驟難度、設備改造、成本和良率等方面各有千秋。
第一種是SmartWire,即先實現(xiàn)焊帶與薄膜固定制作銅絲復合膜,然后通過銅絲復合膜與電池片連接,實現(xiàn)電池片組串,后續(xù)進行層壓,通過加熱實現(xiàn)合金化。目前,梅耶博格主要采用該方案,已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。該方案核心專利于2023年才到期,且工藝復雜度高,需增加銅絲復合膜材料成本,目前國內(nèi)廠家選擇的不多。
第二種是覆膜IFC方案,即先通過預加熱直接覆膜把焊帶固定在電池片正背面完成組串,再通過層壓實現(xiàn)焊帶與電池片的合金化。該方案工藝難點在于利用皮膚膜組串,前期成本較高。該方案無焊接或點膠工序流程較為簡單,且無助焊劑設備保養(yǎng)清潔難度較低,但需層壓后才能判別是否有EL檢測異常,相比于現(xiàn)有常規(guī)焊接良率較難控制。與現(xiàn)有焊接機差異較大,改造時需將焊接機更換為覆膜設備。
第三種是點膠/印刷方案,即先在電池上點膠或刷膠,再放置焊帶,然后利用UV或熱能固化膠點將焊帶固定在電池片上,最后通過層壓實現(xiàn)合金化。該方案設備工藝簡單,采用低溫工藝無焊接應力,隱裂風險小有利于薄片化。但是成本方面需增加膠水,皮膚膜(改性一體膜),同樣需層壓后才能判別是否有EL檢測異常。改造時需將焊接機更換為點膠/印刷機。
第四種是焊接點膠方案,即先將焊帶初步焊接在電池片細柵上,實現(xiàn)合金化,再利用膠水將焊帶進一步固定在電池片上。該方案的拉力更高,不需要搭配皮膚膜或者改性一體膜,且層壓前即可對組件EL進行測試篩選。但該方案對設備精度要求較高且工藝窗口較小。部分型號的SMBB焊接機可升級改造成焊接點膠設備。
另一方面,在談到哪種技術更有優(yōu)勢時,甄永泰認為,這個問題不能僅局限于技術本身考量,也不能靜態(tài)地考量,而是需要注意到產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展過程資本會起到重要的推動甚至主導作用。因此,企業(yè)研發(fā)負責人在推動技術發(fā)展過程中必須將成本、時間與技術成果有機結合,并確保能夠獲得足夠資本來形成階段性的研發(fā)閉環(huán),唯有如此,先進技術才能夠一步一個臺階地發(fā)展,并有望成為領先技術。
在探索中前行,把握新一輪技術競爭
雖然在0BB技術開發(fā)應用上在當前行業(yè)內(nèi)掀起了新的熱潮,但由于多種技術方案并存、技術成熟度和商業(yè)化進程不同、市場需求和應用場景的多樣性以及技術迭代和創(chuàng)新的持續(xù)性等因素,具體哪種研發(fā)更具優(yōu)勢尚未有定論。對于泉為來說,0BB技術開發(fā)應用具體使用方案仍待考察與判斷。
甄永泰認為,首先是長期的可靠性,這個必須是有保證的,目前0BB產(chǎn)品沒有大范圍的使用也和這項數(shù)據(jù)的不全面有關。其次要考慮真實制造過程中的成本,雖然說理論上可以判斷而且試做過程中也能得到大差不差的結論,不過還是需要量產(chǎn)跑出來,0BB不同技術路線對設備和產(chǎn)線的穩(wěn)定性等等都提出了不同的更高要求,這會反應到成本上面來。此外,對于輔材環(huán)節(jié)而言,0BB技術的引入也帶來了新的要求。甄永泰介紹:“0BB技術使用的焊帶數(shù)量更多、線徑更小,且需要使用低溫焊帶。同時,在IFC方案和點膠/印刷方案中,還需要增加低流動性的皮膚膜或一體膜。此外,點膠/印刷方案和焊接點膠方案還需要引入膠水用以固定焊帶,這就要求膠水具有一定的拉力和耐候性?!?/p>
其中,較為緊迫的是0BB技術帶來的可靠性挑戰(zhàn)。甄永泰認為,當前0BB技術的應用在可靠性方面優(yōu)劣勢并存。一方面,0BB技術通常采用低溫工藝,無焊接應力,且焊帶數(shù)量更多,匯流點更多,具有更好的抗隱裂能力;而另一方面,0BB技術對于整體產(chǎn)線的穩(wěn)定性有更高的要求。
當前,雖然各大廠商都在積極研發(fā)0BB技術,但不同企業(yè)的技術成熟度和商業(yè)化進程存在差異。一些企業(yè)可能已經(jīng)實現(xiàn)了0BB技術的量產(chǎn),而另一些企業(yè)則仍處于研發(fā)或中試階段,預計今年年底到明年會逐步放量。于泉為科技而言,我們始終對0BB技術持有積極推廣和深入研發(fā)的態(tài)度,已將0BB技術作為其異質(zhì)結產(chǎn)品的重要研發(fā)方向之一,隨著0BB技術的不斷成熟和應用范圍的擴大,泉為科技期望在光伏領域取得更加顯著的成果。