12栅,玫瑰带刺

 在五主栅仍占绝对主导地位的现在,行业先行者早已把目光投注多主栅(Multi-busbar,这里指10条以上主栅的电池/组件,国内来说,基本是12BB)。
摩尔光伏     2017-12-15 15:17:02
  在五主栅仍占绝对主导地位的现在,行业先行者早已把目光投注多主栅(Multi-busbar,这里指10条以上主栅的电池/组件,国内来说,基本是12BB)。
  很久以前的光伏电池和组件大都采用两主栅的设计方案。为了得到更好的功率输出,从2009年起业内逐渐开始导入三主栅。从此开启了行业的"多"主栅设计之路。迈入2013年之后,越来越多的电池制造商在专利或效率的压力下开始了增加主栅数量的尝试,力诺光伏、中利腾辉、尚德、阿特斯和海润先后推出了自己的四主栅电池或组件产品,而中电电气更是直接推出了名为Waratah的5主栅系列电池和组件。2014年以来,尝试多主栅已成了很多企业的新选择。在2017年SNEC展会上天合光能、英利、晶科、无锡尚德等都率先推出多主栅组件,协鑫集成、正信、中盛阳光、腾晖光伏等企业也紧跟其后,试水多主栅。
  与传统的3~5主栅技术相比,多主栅突破性设计的组件在性能上具备更低的组件串联电阻、更高的光生电流、更低正面银浆用量、更高的可靠性以及更具美感的外观。谈及12BB组件,其高颜值的特性,经常被挂于嘴边,特别是在分布式大行其道的今天,用户对于组件的美观性要求日益增强。而多主栅其横(多细栅)纵(多细焊丝)表面搭配,让电池和组件外形更精致,细节,美观。
  英利集团首席技术官宋登元博士在日前举办的"效率达到十三五目标的晶硅光伏全产业链技术研讨会"上说,多主栅技术可以大幅降低银浆耗量,同时提高组件的输出功率,是未来技术发展的必然趋势。但是这条路看似并非想象中的一帆风顺。据了解,目前,国内多主栅组件仍维持在小规模量产阶段,主流市场并未大规模应用。

  砺剑

  业内专家介绍,采用12条栅线设计,增加了栅线对电流的收集能力,同时降低了内损,并减少了遮光面积,有效受光面积增大,可使60片标准156mm×156mm电池组件的峰值输出功率在5BB技术的基础上提升5~10W左右。
  另外,多主栅区别于传统主栅与焊带的设计,多主栅设计使得栅线的残余应力有效降低,电池出现隐裂的几率大大降低;而且,由于栅线间隔小,即使电池片出现隐裂、碎片,MBB电池功损率减少,能继续保持较好的发电表现。据宁夏小牛自动化设备有限公司董事长王小牛介绍,多主栅线组件主栅更加密集,网格状分布使内应力更均匀,不易产生隐裂。在小的隐裂下,仍可以维持高的电流收集能力,同时降低了组件在正常工作条件下内容隐裂形成热阻的几率。

  多主栅设计优化了电极图形设计,减少银浆的使用。据了解,四主栅电池正银消耗约为110mg,12栅电池正银消耗为70mg,按此节省36%计算(银浆售价按照6元/g计算),每片电池片成本节省0.24元。

  资料来源:宁夏小牛自动化设备有限公司董事长王小牛演讲PPT
  更重要是,多主栅可以叠加各种先进技术。多主栅线技术不仅可以应用于单晶、多晶、单玻、双玻组件,还可以结合PERC及黑硅工艺进行组合使用。多主栅技术与PERC或双面电池技术相结合,有助于其发挥出更大功效。

  "互联"术

  阿特斯万松博博士在其《低成本高功率多主栅设计及产业化》中提到,多主栅的互联技术有多种。按照各自的特点,大体可以将它们分为四类:热焊接法、低温合金层压法、导电胶层压法和预制互联网格法(特指GTAT的"Merlin"技术)。

  具体如下:

  来源:阿特斯万松博《低成本高功率多主栅设计及产业化》
  拿晶科来说,其多主栅组件在制程方面,极低的焊带封损,多主栅低电阻铜线封装,汇流距离缩短,热损耗减少;圆形导电体结构替代平面焊带,形成二次反射,增加入射光通量,在实际发电中不同角度光入射放量效果更佳,组件效率增益效果十分明显。
  据天合光能介绍,多主栅技术直接将串焊机替换掉即可,采用MBB串焊机,后续叠层、层压等步骤与之前技术并无差异。MBB串焊的困难点在于电池片在较小的焊盘点上能无偏移的焊接,需要高精准定位,串焊的难点在于电池片的背极和背场不在同一平面,需要解决背面的虚焊问题。
  记者了解,天合光能2014年开始关注MBB技术,2015年开始与先导花了一年多的时间联合开发MBB全自动串焊机,投入了上千万的费用,做了大量的实验,从原型机到最后的量产机型,经历了三代的研发。
  合作伙伴无锡先导宣称其生产的多栅(MBB)串焊机实现国内多栅串焊机最高量产产能2000片/小时,能够适应焊接15栅以下的多栅电池片。后续,无锡先导将推出新一代设备,在保证焊接工艺的前提下,将实现最高量产产能2400片/小时。
  当然,宁夏小牛、无锡奥特维等国内多主栅串焊机厂商也正磨刀霍霍,国产化在磨砺中逐渐走向成熟。

  芒刺

  由4主栅、5主栅迭代到12栅,12栅组件没有在行业内大面积、高产能的铺开,企业有自己的考量。据某行业龙头企业介绍,2017年12BB组件出货量将为50MW左右,如果没有需求,不会大规模生产的,目前还处于市场培育期。腾晖光伏在推出12栅组件时宣称有100MW产能。既能提升功率又能降低银浆成本的12栅电池组件并没有像5主栅甚至PERC电池那样,似乎在一夜春风之后,产能广布神州。
  据业内某知名电池专家介绍,其所在企业之所以没有大规模上马多主栅组件关键在于一般设备兼容3~5主栅串焊,如果大规模生产多主栅组件,传统的串焊设备就面临着淘汰,这对于企业来说是不小的开支。权衡左右,大规模上马12主栅并不是当务之急。对传统串焊设备说"廉颇老矣",还为时尚早。大多数企业都有相关的技术储备,而在中来杨智博士看来,多主栅的唯一难点也是在串焊,客户对于多主栅电池还是有需求的,但是规模有限。
  成也串焊,败也串焊。12栅的"刺"在于串焊。一是传统设备面临淘汰的风险,二是串焊的精确性与可靠性仍待加强。"归根结底,究于目前国内的焊接设备尚不足够成熟。"业内专家强调。
  12栅叠加PERC,叠加半片,双面双玻等高效电池组件技术已然成熟,每个企业都在等,等待着一个爆发口,等待一个足以托起多主栅组件产业化的市场风口。

  这时,或许就差一剂猛药。






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