自2018年以來,國內開始逐步邁入規模化生產166毫米硅片,從其進入市場以來,占比不斷攀升,大尺寸硅片時代由此到來。2019年8月,12英寸超大硅片的問世,再次標志著“大行其道”的潮流已經勢不可擋。可以說大尺寸電池片與切片,多主柵,高密度封裝,摻鎵PERC等配套技術思路的結合應用,使得組件產品的標稱功率大幅提高,與此同時,BOS成本與LCOE也有所降低。
然而評價一款技術的好壞并不是單純的數值上的增減,而是在于長期應用中的綜合表現與收益。光伏組件的設計是以20年甚至更長為質保周期的,對于電池片和組件尺寸這種大躍進式的增長,隨之而來的隱患,各位光伏界的同仁們是否又冷靜的思考過呢?愿在此與各位淺談一下大電池片大電流組件潛在的一些風險。
牽一發而動全身的電池片
由于電池片尺寸的增加,最顯而易見的改變就是組件的尺寸和重量也有了大幅提升。但是電池片尺寸的擴大,從一定程度上降低了組件的力學強度。因而成品的運輸和安裝也將面臨更為嚴峻的考驗。所以提升相關輔材的力學強度是必不可少的。不僅僅是玻璃,邊框,甚至成品的包材,包裝方式也需要重新評估。
除了組件本身的力學強度需要進行考量之外,現有的安裝方式和結構設計是否都能滿足大尺寸組件,也需要打上一個問號。不適配的安裝方式和結構,極其容易導致組件在實際電站的使用過程中發生變形,開裂,脫落,從而引起失效。
隨著大電池片大電流組件的發展,不可避免的要提到電池片切片。大電池片導致單片電池的電流顯著增大,功率的損耗也隨之增大,因此大電池片基本都是需要將全片電池進行切割后使用。同時電池片厚度減薄的趨勢依舊明顯,對于切片工藝來說,越多次的切割對于電池片的良率和內部結構也會有影響,更加容易導致不可見的隱裂甚至裂片。同時電池片面積變大,需要增加柵線來收集更多的電流,以至于焊接工藝參數也需要調整,根據德凱失效分析,焊接溫度或者時間的差異會直接導致TC200等測試后出現功率衰減超過5%。在層壓工藝上:層壓腔工位的放置,組件數量以及層壓參數也需重新調整,以保證封裝材料的充分密封粘接,符合IEC 61215 和IEC 61730等主流標準的測試判定要求,或是滿足更加嚴苛的特殊環境試驗。
配套供給的新布局
除了以上所述組件設計和制造中的潛在風險以外,對于組件廠來說,還有更多關于原材料和設備方面所隨之而來的問題需要考慮。
首先是電池片的上游生產階段,對于鑄錠單晶的爐臺尺寸要求也更大,硅片尺寸的擴大甚至需要對爐臺進行大規模的改造才能滿足空間要求。其他電池片生產的相應工藝也需要重新調整,比如網版印刷時行走距離等。這種調整不是業內在短期內能完全切換的。雖然很多電池片廠都早已大規模布局大尺寸硅片,但是在目前的市場狀況下,短時期內的產能依舊無法滿足整體市場的需求,沒有自己配套電池片生產線的組件廠家會存在一片難求的窘境。
其次目前玻璃的尺寸已經在行業中趨于固定,組件廠的尺寸設計也基本能被現有的爐窯所滿足。隨著大電池片的飛速發展,與之匹配的玻璃尺寸和鋼化工藝調整,也要需要組件廠和玻璃供應商們盡早去協調。
最后這里不得不提的還有配套的設備供應商。為了配合大電流大尺寸組件的生產,隨之而來的是快速的設備改造和更迭。其設備的穩定性也需要行業中的廠商發揮匠心精神,避免因生產設備的原因導致組件產品的可靠性存在隱患。
無論是電池片的飛速發展,還是其他零部件的技術創新,最終目的應該都是為了服務于組件設計和終端用戶的需求,以早日實現平價上網的目標。單純無節制的擴大電池片和組件的尺寸,將會帶來更多難以克服的問題。
光伏行業每一次的技術突破都是令人歡欣鼓舞的,大尺寸電池片和組件勢必是實現光伏發電平價上網濃墨重彩的一筆。中國光伏走到今天并不是一蹴而就,而是技術和品質相互依托的結果。
然而評價一款技術的好壞并不是單純的數值上的增減,而是在于長期應用中的綜合表現與收益。光伏組件的設計是以20年甚至更長為質保周期的,對于電池片和組件尺寸這種大躍進式的增長,隨之而來的隱患,各位光伏界的同仁們是否又冷靜的思考過呢?愿在此與各位淺談一下大電池片大電流組件潛在的一些風險。
牽一發而動全身的電池片
由于電池片尺寸的增加,最顯而易見的改變就是組件的尺寸和重量也有了大幅提升。但是電池片尺寸的擴大,從一定程度上降低了組件的力學強度。因而成品的運輸和安裝也將面臨更為嚴峻的考驗。所以提升相關輔材的力學強度是必不可少的。不僅僅是玻璃,邊框,甚至成品的包材,包裝方式也需要重新評估。
除了組件本身的力學強度需要進行考量之外,現有的安裝方式和結構設計是否都能滿足大尺寸組件,也需要打上一個問號。不適配的安裝方式和結構,極其容易導致組件在實際電站的使用過程中發生變形,開裂,脫落,從而引起失效。
隨著大電池片大電流組件的發展,不可避免的要提到電池片切片。大電池片導致單片電池的電流顯著增大,功率的損耗也隨之增大,因此大電池片基本都是需要將全片電池進行切割后使用。同時電池片厚度減薄的趨勢依舊明顯,對于切片工藝來說,越多次的切割對于電池片的良率和內部結構也會有影響,更加容易導致不可見的隱裂甚至裂片。同時電池片面積變大,需要增加柵線來收集更多的電流,以至于焊接工藝參數也需要調整,根據德凱失效分析,焊接溫度或者時間的差異會直接導致TC200等測試后出現功率衰減超過5%。在層壓工藝上:層壓腔工位的放置,組件數量以及層壓參數也需重新調整,以保證封裝材料的充分密封粘接,符合IEC 61215 和IEC 61730等主流標準的測試判定要求,或是滿足更加嚴苛的特殊環境試驗。
配套供給的新布局
除了以上所述組件設計和制造中的潛在風險以外,對于組件廠來說,還有更多關于原材料和設備方面所隨之而來的問題需要考慮。
首先是電池片的上游生產階段,對于鑄錠單晶的爐臺尺寸要求也更大,硅片尺寸的擴大甚至需要對爐臺進行大規模的改造才能滿足空間要求。其他電池片生產的相應工藝也需要重新調整,比如網版印刷時行走距離等。這種調整不是業內在短期內能完全切換的。雖然很多電池片廠都早已大規模布局大尺寸硅片,但是在目前的市場狀況下,短時期內的產能依舊無法滿足整體市場的需求,沒有自己配套電池片生產線的組件廠家會存在一片難求的窘境。
其次目前玻璃的尺寸已經在行業中趨于固定,組件廠的尺寸設計也基本能被現有的爐窯所滿足。隨著大電池片的飛速發展,與之匹配的玻璃尺寸和鋼化工藝調整,也要需要組件廠和玻璃供應商們盡早去協調。
最后這里不得不提的還有配套的設備供應商。為了配合大電流大尺寸組件的生產,隨之而來的是快速的設備改造和更迭。其設備的穩定性也需要行業中的廠商發揮匠心精神,避免因生產設備的原因導致組件產品的可靠性存在隱患。
無論是電池片的飛速發展,還是其他零部件的技術創新,最終目的應該都是為了服務于組件設計和終端用戶的需求,以早日實現平價上網的目標。單純無節制的擴大電池片和組件的尺寸,將會帶來更多難以克服的問題。
光伏行業每一次的技術突破都是令人歡欣鼓舞的,大尺寸電池片和組件勢必是實現光伏發電平價上網濃墨重彩的一筆。中國光伏走到今天并不是一蹴而就,而是技術和品質相互依托的結果。