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光伏技术创新,正处于一个特殊窗口期。
关键技术变革胶着不前,BC、HJT、TOPCon等技术路线争论不休,叠层电池、钙钛矿等新兴技术蓄势待发,新一轮“超级创新”尚无突破,“微创新”成为支撑当前光伏行业进步的重要力量。
目前,光伏“微创新”立足降本增效,主要涉及四条主线:少银/无银化、电池技术优化升级、组件技术及产品纵深、系统及应用层面创新等。
这些在今年SNEC展上,体现得淋漓尽致。不难想象,如果没有这些“微创新”,光伏展将多么无趣。
光伏行业正处于“微创新”驱动的阶段。
在当前众多“微创新”当中,0BB(无主栅)最为突出,最为活跃,既是少银/无银化的重要手段,也是不同电池技术竞技的重要抓手,更是组件产品多样性的重要工具,技术放大效应明显。
在今年SNEC展上,0BB也格外亮眼,隆基、通威、爱旭、晶科、晶澳、华晟等纷纷推出0BB组件,其中还不乏明星产品,备受关注。
一、0BB,降低银浆成本的头牌技术
少银化甚至无银化,是近年光伏行业的创新重点。
银浆成本仅次于硅片,随着硅料及硅片成本下降,银浆占电池成本(不含折旧)的比例不断提高,目前约占27%,降低银浆成本的压力和冲动越来越明显。
目前,降低银浆成本主要集中在栅线优化及浆料替代两个方向。栅线优化主要包括0BB、叠栅和钢网印刷等技术;浆料替代则主要是银包铜、铜电镀、铜浆料、铝浆料等少银甚至无银化金属电极技术。
对比而言,0BB的产业化更加成熟。
所谓0BB(无主栅)技术,就是取消电池片主栅,在组件环节直接用焊带与电池片细栅连接导出电流。因为取消主栅,电池环节银浆用量大幅减少。
具体而言,0BB设备投入与传统串焊机相当,但可以降低银浆成本20-40%,对银浆消耗较高的HJT及BC,降本效果更加明显。
如今,栅线设计从早年的二主栅到三主栅、四主栅、五主栅、多主栅(MBB)以及SMBB,再到如今的0BB,有点返璞归真、大道至简的感觉,也足见栅线优化及组件环节持续创新的魅力。
二、0BB,电池技术之争的重要抓手
热闹的电池技术之争,实际也依赖“微创新”。
0BB作为组件环节的创新手段,可以兼容并支持HJT、BC和TOPCon等不同电池技术路线的优化升级。
目前,各电池技术路线均面临不同的竞争压力:HJT直接面临降低银浆成本的压力,BC面临降低成本和提高双面率的压力,而TOPCon则面临提高转换效率和组件功率的压力。
0BB作为一个平台型技术,不仅可以降低电池银浆成本,还可以减少遮光效应、降低电阻损耗、提升封装效率、增加组件功率、提高BC双面率、降低隐裂风险、提高良品率、增加美观度等,也因此成为各技术路线优化升级的重要抓手,备受重视。
对HJT而言,由于低温银浆消耗较大,一直面临较大的成本压力,少银/无银化始终是其首要努力方向,相对银包铜、铜电镀、铜浆料等技术,0BB更加成熟。目前,华晟、东方日升等HJT厂商都采用了0BB技术。
对BC而言,目前同样面临降本压力,由于栅线集中到背面,复杂度更高,银浆消耗高于TOPCon,0BB不仅可以降低银浆消耗,还可以使用一字型焊接提升封装效率,提高组件背面效率及双面率。0BB也成为BC提升双面率应对TOPCon竞争的重要手段。目前,隆基、爱旭等主流BC厂商都推出了0BB组件。
对TOPCon而言,目前主要面临提高电池效率及组件功率的压力,面对BC的挑战,0BB也可以助力TOPCon降本增效。目前,晶科、晶澳、通威、正泰、海泰、大恒等TOPCon厂商都推出了0BB组件。随着TOPCon改造升级,预计更多厂商及组件产品会加入到0BB阵营。
如今,0BB已经成为不同电池技术路线的一致创新方向,也成为组件效率和功率表现的重要推手,这在今年SNEC展上也得到了充分展现,大放异彩。
三、0BB技术方案,谁更胜一筹?
0BB也并非新鲜事物。
0BB技术最早可追溯至Smartwire方案,由Day4 Energy提出,核心专利申请于2003年。2012年Day4 Energy将SmartWire技术转让给梅耶博格,最早的核心专利于2023年到期。
Smartwire方案,采用铜焊带,先将铜焊带内嵌到有机薄膜中形成铜丝复合膜,再通过层压与电池片细栅实现金属化连接。优点是焊带不易脱栅,结合力较好;缺点是工艺复杂。
目前,国内设备厂商推出了点胶、焊接+点胶、直接覆膜技术等三种方案。
点胶方案:通过点胶将焊带预固定在电池片上,再通过层压实现焊带与电池片栅线的金属化连接。优点是设备简单;缺点是结合力不足,还有光学损失。
焊接+点胶方案:鉴于点胶的不足,先将焊带焊接在电池片上,再通过点胶将焊带进一步加固。优点是结合力更足,不易脱栅;缺点是方案相对复杂,对控制强度和精度要求高,焊接还涉及高温工艺。
直接覆膜技术(IFC):目前主要由国内设备厂商小牛自动化提出,通过胶膜(皮肤膜)一次性将焊带精准地压接在电池片上,再通过层压实现焊带与电池片的金属化连接。优点是方案简单,结合力强,并采用低温工艺;缺点是会增加皮肤膜成本。
目前国内三种方案,各有优缺点。
总体而言,点胶方案结合力不足;焊接+点胶方案采用高温工艺,精度要求高,焊接过程容易断栅;IFC技术会增加一定的胶膜成本,但焊带更细,还可以节省助焊剂及运维成本,同时皮肤膜的使用可以支持负间距/零间距封装,降低隐裂风险,优势相对明显。
目前,IFC技术已经规模化应用于BC、HJT和TOPCon。尤其在BC组件的应用中,IFC技术通过低温柔性连接替代传统高温焊接,实现无翘曲精准串连,显著提升组件良率,同时为电池薄片化提供工艺支撑。此外,IFC技术还支持圆形焊带直接应用,省去锡膏印刷环节,进一步提升BC组件双面率。
不管怎样,0BB技术在国内设备厂商的努力下,在不同电池技术路线的产业化推动下,技术不断完善,稳定性持续提高。
随着电池技术及组件产品创新走向精细化,越来越多的厂商正在推出0BB产品,0BB技术的渗透率正在加速提升。
当前,光伏行业同质化竞争严峻,“微创新”成为差异化竞争的角力点,高手过招,成败往往在毫厘之间。
0BB作为贯穿电池与组件环节的重要创新,在推动降本增效方面起到了引领作用,头部企业不断加持,稳定性不断提高,预计将迎来更广泛的应用,值得期待。
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