技術創新是實現光伏行業降本增效的核心推動力,0BB(無主柵)技術作為光伏領域的創新突破,正在掀起新一輪“降本增效”的技術創新,逐步引領行業向更高效率、更低成本的方向發展。作為光伏行業的創新引領者,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和優化。
光伏領域的技術革新與效率飛躍
0BB技術受到追捧,本質上是光伏企業對降本增效的極致追求。度電成本高于傳統電力是光伏行業發展的較大阻礙,為此光伏行業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電收益,提升主柵數量及采用0BB技術都是基于此目的。過去十多年時間,光伏行業致力于通過不斷提升主柵數量來實現降本提效,增加主柵數量,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換效率。當前,0BB技術之所以成為了最火熱的創新方向之一,主要在于其在降低成本、提高效率方面具有更顯著的優勢。
“0BB(無主柵)技術在提升主柵數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技術所使用焊帶數量多于現有的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,更多的焊帶數量,可以明顯提高匯流接觸點數量,進而提高組件的抗隱裂能力。”
更重要的是,0BB技術可以應用在TOPCon、異質結、BC等多種技術路線上,當前,多數業內龍頭都已開啟了在0BB技術上的布局。
多樣化實現方案:成本、效率與工藝難度的權衡
在實際生產中,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企業對發展0BB技術也更為熱衷。甄永泰介紹,對于異質結電池組件而言,0BB技術當前大致有四種不同的實現方案,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,實現電池片組串,后續進行層壓,通過加熱實現合金化。目前,梅耶博格主要采用該方案,已經實現量產。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,相比于現有常規焊接良率較難控制。與現有焊接機差異較大,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,也不能靜態地考量,而是需要注意到產業技術發展過程資本會起到重要的推動甚至主導作用。因此,企業研發負責人在推動技術發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閉環,唯有如此,先進技術才能夠一步一個臺階地發展,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技術開發應用上在當前行業內掀起了新的熱潮,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新的持續性等因素,具體哪種研發更具優勢尚未有定論。對于泉為來說,0BB技術開發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產品沒有大范圍的使用也和這項數據的不全面有關。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,不過還是需要量產跑出來,0BB不同技術路線對設備和產線的穩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,對于輔材環節而言,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。”
其中,較為緊迫的是0BB技術帶來的可靠性挑戰。甄永泰認為,當前0BB技術的應用在可靠性方面優劣勢并存。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技術對于整體產線的穩定性有更高的要求。
當前,雖然各大廠商都在積極研發0BB技術,但不同企業的技術成熟度和商業化進程存在差異。一些企業可能已經實現了0BB技術的量產,而另一些企業則仍處于研發或中試階段,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的態度,已將0BB技術作為其異質結產品的重要研發方向之一,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。