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高效组件技术将迎来快速普及 ——光伏平价上网报告

来源:新兴产业观察者发布时间:2018-09-17 16:01:55作者:姚遥/张斯琴

可放电池片数量增加13%,组件功率可提升15-20W

叠片技术通过交叠电池小片,实现无电池片间距,在同样面积下可以放置更多的电池片,从而有效扩大了电池片受光面积,发电增益可达18.5%,组件效率可提升到18.81%,远高于半片、多主栅等组件技术:

密度大,省空间,同版型组件可放置电池片数量增加13%。2017年主流的叠瓦版型是将1片常规尺寸的电池片(156mm边长)切成5小片,34小片串联成为一串,2串串联后再并联形成一个组件。组件中,电池片总面积相当于68片156mm×156mm电池,组件面积相当于60片156mm×156mm电池的版型,其尺寸为1623mm×1048mm×40mm,即同版型组件中电池片数量增加13.3%。

采用无主栅设计,减少金属栅线遮光面积。叠片电池的无主栅设计减少了金属栅线遮光面积,提高组件输出功率。

串并结构减少内阻,降低遮光影响。叠片组件特殊的串并结构降低了组件内阻与内部功耗。并联电路设计使叠瓦组件功率下降与阴影遮蔽面积呈线性关系,与其它常规组件相比在部分遮光的条件下表现更好。


量产难度较大,改变了传统的组件焊接技术

叠瓦组件的导入大幅度地改变了传统的组件焊接技术,使得量产难度增大。主要包括四个方面的改进:电池片电极设计的改进;激光切片以及切片后的测试与分选;小片点胶焊接;导电胶代替金属焊带。

电极设计:无主栅设计使得小片的测试与分选较为困难。小片电池的边缘成为主栅位置,为该种小片的测试与分选带来了困难。目前国内绝大多数企业切片后不再进行分选。虽然整片进行了分选,但是整片内的效率不均匀性也会造成小片的功率差,为后续的组件封装带来功率下降的风险,这种情况对多晶硅电池片尤其明显。

激光切片:切片问题会影响组件的收益率。激光切片虽然已经是十分成熟的技术,但是激光切片所造成的边缘损伤、边缘短路、碎片等仍旧是十分重要的,影响着这种组件的收益率,对多晶组件尤为明显。

焊接技术:需加入特有的叠瓦流程。硅片叠焊的工艺包括:切片—涂胶—叠片—固化—汇流条焊接—排版—覆膜—层压,加入了特有的叠瓦流程,需采购专用的全自动叠瓦串焊机,使得单位面积下可以叠放更多的太阳能电池片。此外,电池片之间必须紧密连接,电池在生产过程中要非常平整,组件封装有一定的难度,需要采用新设备和材料。

导电胶:电池片生产的关键材料,完美替代品尚未出现。叠片技术采用无焊带设计,焊接材料包括导电胶、导电胶膜。导电胶膜具有更高的玻璃转化点(Tg),降低了因组件温度变化而带来的应力变化。导电胶的Tg低得多,长期使用后可靠性下降,但其金属含量比导电胶膜高很多。综合来看导电胶略胜一筹,但目前尚未找到完美的叠瓦焊接材料的解决方案。


导电胶固化温度不能过高,相当于层压温度(150℃以下),故只能使用低温导电银浆。其中,60~80%wt的导电粒子提供导电特性,20~40%wt的聚合物基体提供导电粒子的载体、固化方式、粘接强度、耐老化特性等。导电粒子一般为银离子,有机硅是比较全面的一种聚合物基体,其他聚合物基体还包括:丙烯酸脂体系;环氧体系;有机氟体系。此外,涂胶方式分为丝网印刷、螺杆点胶、喷射点胶。


成本方面,由于叠片组件改变了传统的焊接技术,在生产过程中需要采购额外的串焊设备,增加了生产成本。但是叠片组件在分选环节大大减少了生产时间和成本;叠片组件舍弃了传统的焊带技术,大幅节省了BOM成本。叠片技术适用于超薄电池片(100~120um),未来可有效节约硅成本。

投资建议

预计双面双玻组件市占率将快速提升,光伏玻璃企业最直接受益,重点推荐:信义光能,关注:福莱特玻璃;此外,高效产能占比较高的电池组件企业也将有一定优势,关注:隆基股份、林洋能源、通威股份。

风险提示政策风险:尽管光伏发电成本已临近平价上网,正逐渐摆脱对政策扶持和政府补贴的依赖,但作为电源,尤其是占比越来越大的情况下,不可能彻底摆脱政策的监管,若中国或海外国家政府对清洁能源态度发生重大转变,则仍可能面临一定的政策风险。

技术可靠性风险:新工艺、新技术在推广应用初期,如果因为种种原因导致应用效果远不及预期,甚至造成损失,可能严重影响该项新技术未来的应用前景。

产业投资收缩导致技术进步放缓风险:目前光伏行业处于相对景气低谷阶段,如景气复苏不及预期,导致企业大幅缩减甚至停止扩产或工艺升级相关的资本开支,则可能导致预期的技术进步速度放缓。

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