由于原料相似甚至相同(早期多晶硅没有专门为光伏行业准备,所以光伏电池采用纯度较高的电子级硅材料,而且硅料紧缺的时日也曾将废弃的电子级硅料回收再利用用于光伏电池),当初生产光伏电池组件时,有许多如硅片清洗等设备都来自半导体行业。
但在这里注意,由于光伏电池和组件制造的精密度没有半导体行业那么高,所以很多设备为了平衡成本,是降级使用的。
说了这么多,是想解释一个问题:这更像是一场轮回一般,MWT技术在某种程度上回归了精密度、复杂度更高的半导体行业。但这不是简单的回归,而是螺旋式增长、性价比大幅提升后的回归。和光伏传统意义上的生产有很大不同。要实现MWT产业化,需要的不是修修补补,而是成体系的大量创新。
为什么这么说?
▌笔者整理了MWT的难点:
1、电池端的电池漏电问题,由于MWT电池是通过激光打孔将正面电极引到电池背面,如何避免孔洞位置的漏电问题成为困扰电池端一大难题。
2、组件的封装方式。常规组件是通过焊带高温焊接实现电池片之间的串联,高温的焊接过程会在电池与焊带之间产生焊接应力,在长期使用过程中存在可靠性的风险。MWT电池组件技术由于电池的电极都在背面且正负极不在同一直线上,使得串焊模式难度大、风险也大。
3、设备与材料。电解结构与封装方式的不同自然会涉及到相应的设备与原材料供应不同。
即使解决了这些问题,MWT仍然没办法批量生产,因为:贵!
综合计算传统工艺MWT设备开发成本和生产规模的限制,这项技术的经济性并不容易表现出来。
目前光伏电池效率的提升流程是这样的:科研人员通过学术交流,确定要研发的技术路线,然后一般来说,都会找到设备厂家共同开发,调试。
而日托不具备这个条件。虽然早已衣食无忧,但以一个学者身份去做那些顶级科研机构和行业巨头都没做到的事情,资金当然捉襟见肘。但即使袖子撸到肩膀,现实仍然很骨感。
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我有特别的技巧:地表最强DIY
张凤鸣却有一项自己的秘密武器:光伏DIY能力满级,且地表最强。
中国光伏制造行业的几位奠基人里,张凤鸣是最低调的一位,但多年研发、生产、技术、设备、质量等环节一手抓的经历,让他成为光伏行业内DIY能力最强的科学家,既有理论基础又具备行动能力。笔者认为从后面MWT的研发来看,可以加上“没有之一”这四个字。
“理论基础+实验室”和工业化生产,不是一个概念。
通过多次尝试,他们深悉业内几乎公认的“涂锡铜带+助焊剂+高温焊接”方案存在先天缺陷,转而寻求其它方式。仔细研究了MWT电池的特性和难点后,他们发现:原来是难点的组件封装工艺,经过改进,反而会成为MWT的一大亮点。
这也是MWT电池独有的优势。”张凤鸣说,“因为MWT电池电极在背面,这也就是为组件的二维平面封装提供了条件,即:通过导电背板+柔性导电胶的新一代组件封装技术。相比传统的三维封装方式(通过焊带将电池的正面连接到电池背面,其中焊带厚度基本都大于电池厚度),新一代的二维封装方式封装损失更小、组件可靠性更强。张凤鸣及其团队就立即付诸行动,但在实际工作时,才发现有大量的难题在等着他们:供应链、工艺要求、材料性能、表征方式等等。面对这些难题,他们没有退宿,也没有想过退路,只是一往无前,进行了大量的攻关,尝试了各种工艺条件和工艺材料,并把从国外进口的核心设备进行改进,以适用于MWT电池的制造和组件工艺流程的优化。特别是在这些新工艺、新材料的研究及开发过程中,还得到了志同道合的合作伙伴单位的大力支持和理解,每提起这些,张凤鸣的感激之情溢于言表。
在历时两年多,开发了匹配背后电路的导电背板、绝缘层、导电胶和完成设备改进之后,日托团队最终实现了目前量产的具有高功率、高可靠性的组件技术路线。
“这个方案,一方面降低了70%的由涂锡铜带互联产生的串联电阻,另一方面避免了高温焊接带来的应力、焊接不良和隐裂等诸多问题,大幅提升了组件在实际应用中的稳定性和可靠性。”张凤鸣告诉笔者,“此外,金属箔导电线路还有额外增强散热的效果,降低了组件实际工作的NOCT温度,由于晶体硅组件具有负温度系数效应,较低的NOCT导致了发电量的提升。低衰减及低NOCT的特性,使得在同样的工作环境下相同测试功率的MWT组件实际发电量要高出常规产品2%-4%,进一步提高了电站的收益率。”
艰难困苦,玉汝于成。