高密度高性能组件的实践-泰山系列

作者 张雨军

苏州携创新能源科技有限公司 总经理

随着光伏组件行业对组件转换效率的追求，国内的领跑者，超级领跑者，各家都努力的推出能够满足达到超级领跑者设计的组件产品，为此提升①电池片效率技术是市场的一个大方向，尤其黑硅工艺，PERC工艺，还有比较冷门的MWT工艺等。同样在组件设计工艺方面，也有很多的新设计辅助手段在广泛的被应用和实践，其中包括提升组件的②CTM工艺优化，比如反光焊带，反射贴膜，高反射背板，高反射率白色EVA ，或者原形焊带，三角焊带等等。从组件的③设计方面，也有很多新的变化，比如半片组件，叠瓦组件，多主栅组件，或者拼片组件。这些技术或者工艺，包括各种组件设计都各有千秋，也面临各种的潜在短板和不足。

这些大部分的改进和设计提升都是专注于为组件出厂的功率最大化而努力，各自面临一些不足。 比如①针对单晶实际都面临初期衰竭问题，尽管各家都在开发优化，但高效电池片如何解决短期和长期的衰减是需要理论和实践结合，真正意义落实的。近期公开的大型电站多家同行高效组件的户外统计PK数据显示，高效单晶平均首年功率衰减达到3.5% ，多晶首年在2%左右。 ②CTM的提升在组件工厂大家都能够通过测试仪精准的测量，但作为产品最终是到客户端在户外发电来体现真正的价值的。目前反射作为辅助设计的手段，大部分都是定向反射的功能，但不具备漫反射无法适应户外无定向跟踪的电站应用上，组件的户外发电量是否给予真正客户的回报值得反思。否则就面临客户看来组件的功率有虚高的现象。如果我们的组件都只是在组件端高功率，但户外真正发电无法让客户得到收益，这是不能让客户真正满意的。③作为组件的设计，半片组件就增加不少制程的动作，需要更多的自动化工艺装备来完成，另外整体组件的外形尺寸增加很多。尽管组件的功率得到2.3%左右的提升，实际组件的外形尺寸几乎同样比例在增加，这些在组件的真正转换效率上面没有贡献。在叠瓦组件方面，主要是当前的导电胶工艺设计，新的材料并没有通过行业的长期的验证和证明，作为导电胶材料在半导体行业是有长期的经验和数据，但大部分都是室内使用，也都是比较温和的环境条件下应用。如何能够给终端客户提供更加可靠安全的保障，就需要不只是通过IEC的第三方认证，还是需要加强和强化相关的风险验证，最大化的将长期的风险提前进行设计管控。我在这方面做了不少的实验，也跟很多同行进行交流。这两年的多主栅组件产品，我也在早期就安排样品经过实验，同样发现这是一个比较矛盾的设计工艺方案，因为多主栅的设计，初期是为了对电池片的正银进行降本。但作为主栅线的最大功能是和焊带焊接并将电流源源不断的输出让各个细栅线上的小电流汇流最终通过组件端输出的。多主栅的最大优点是节省了不少正银，但最大的短板和风险也是这个设计带来的风险。我们在初期老化测试就发现在TC50时就出现组件的功率衰减达到2%+, 其中失效功率衰减的表现就是细栅线和主栅线之间的断栅问题。组件的电流收集就是通过细栅线收集→汇流到主栅线，通过焊接的焊带进行传输→通过汇流条汇集→引出线输出到组件串上。当前最底层的细栅线到主栅线采用了点焊盘设计，不再有面焊接，也没有线焊接了，这无疑给组件长期的性能带到很大的不确定性和风险。在组件的焊带和主栅线上，多主栅的设计大都只有不到20%的焊盘，其它的都是接触而非真正意义的焊接。这些区域是否面临长期户外的热胀冷缩的挑战而断裂形成开口？一旦形成断口，细栅线上的电流就无法汇流给主栅线即焊带了，就只能停滞在表面形成热量损耗。当一个设计为了降本而不考虑长期的性能保障，这个就值得我们提出质疑了。另外多主栅的组件功率提升，还得益于圆形焊带的二次反射光所致，这个在组件的室内功率测试就比较占优势，但实际在户外应用太阳光并非一直垂直，实际大部分时间都是斜向照射，不只是没有提供更多的反射，还可能形成遮挡，这就给组件的发电量能力产生明显的下降，客户端的收益将会受损。

作为专注于组件产品设计研发的企业，我们的设计思路始终站在终端客户，一切都为客户最终的利益最大化服务。我们提出的板块互联高密度高效组件设计，设计上保障考虑组件长期可靠性最优化，保障功率的提升不影响组件的实际发电量。 板块互联组件设计继续采用主栅线连续面焊接设计，不采用线焊接或者点焊接方式；焊带不采用任何带有定向反射的功能，也不主张采用辅助高反射材料的设计；推荐采用综合性能最优的双玻加边框结构。确保板块互联的组件设计能够实实在在的提供真实的组件功率给客户端，保障客户端的发电量足够充溢和收益。我们和我们的合作伙伴唐山海泰新能科技股份有限公司联合推动产品的应用，协同我们的合作伙伴武汉三工进行规模化产业化的推进。目前海泰推出了”泰山”系列产品，基于板块互联产品设计，覆盖不同的组件设计，不同的电池片，为终端客户提供不同的选择；武汉三工推出了“超级焊”智能制造设备，基于板块互联产品设计，实现真正意义的智能化规模化生产。希望在当前市面上众多新技术产品中提供一款系列产品，能够让客户放心，客户能够获得实实在在的长期保障和高发电量收益。

我们在2019 SENC上海展会有专门的展位，我们有安排专门的团队，非常期待您的惠顾！   

苏州携创新能源科技有限公司展位 N1-909  联系人：沈佳13773886097      

武汉三工光电设备制造有限公司展位 N4-315