光伏的黑暗森林:光伏焊带即将消失

笔【bǐ】者曾【céng】在去年年底【dǐ】写【xiě】过一篇泰坦的【de】战争,里面提到技术路线的竞争,与同质化竞争此消彼【bǐ】长的情况不同,结局可【kě】能是非胜即死,同时,技【jì】术路线之【zhī】争【zhēng】往往连【lián】带着各自一整条技术路线上【shàng】企【qǐ】业的兴衰【shuāi】。

《三体》中有句【jù】话被企业界大量引用:“我消【xiāo】灭你【nǐ】,与你无关。”随着技术的兴起【qǐ】和历史的变革【gé】,许多【duō】企业如【rú】同诺基亚一样:“我们【men】并没有【yǒu】做【zuò】错什么,但不知为什么,我们【men】输了。”方便面被外卖【mài】打败,自行车店与修理【lǐ】铺被【bèi】共享单车打败【bài】,小偷被线上【shàng】支付弄得生意惨淡,而在【zài】北京做得好吃【chī】的饼,往往和鱼【yú】头一起搭售。跨界融【róng】合,或者被跨界取代, 是世间规【guī】律。笔者【zhě】也想提【tí】出:那光伏【fú】行【háng】业的下一个黑【hēi】科技是什【shí】么?又将取代什么【me】?

目【mù】前可以预见【jiàn】的是,光伏【fú】焊带产业可能成为【wéi】受【shòu】“黑暗森林”法则【zé】影响,被新的超级组件技术【shù】“降维【wéi】打击【jī】”至消失不见。

焊带到底犯了什么错?

长期以来,采用光伏焊带一直被认为是最成熟的光伏组件封装【zhuāng】方式。但随着电池与组件【jiàn】技术的【de】进【jìn】一步发展,焊带的设计【jì】对组【zǔ】件【jiàn】性能存在如下几点制约:

A

●组件电路排【pái】列是全串联方式,遮挡【dǎng】、热斑等造成的问题对【duì】于组【zǔ】件的输出与可靠【kào】性影响很大【dà】。

B

●组件里的电池隐裂问题,多由于焊带与电池主栅之间的应力引起。

C

●制约硅片厚【hòu】度【dù】,如果硅片太薄【báo】,同样是由于【yú】应力【lì】引起电【diàn】池裂片,组件成品率低【dī】、衰【shuāi】减增加、可靠度降【jiàng】低。

D

●由于【yú】金属腐蚀(水【shuǐ】汽渗透、酸性物质的释放【fàng】)所【suǒ】造成的【de】组件【jiàn】衰减增加、可靠度降低。

E

●在受光的正【zhèng】面,焊带会遮挡相当【dāng】部分的电【diàn】池面积,降低【dī】组件发【fā】电量。

由此可见,随着组件技【jì】术的不断发展【zhǎn】,焊【hàn】带成为了【le】组件性能(效率与可靠性【xìng】)进一【yī】步提升的【de】制【zhì】约,成为【wéi】木桶中最短【duǎn】的那块板。

叠瓦组件-焊带终结者

于是业界开始研发【fā】无焊带的设计【jì】,IBC, MWT等【děng】基于电【diàn】池技术的无焊带设计【jì】应运【yùn】而生【shēng】,但规模与【yǔ】成本还【hái】是有一【yī】定的制约。而当目光转向组件端时,通过导电【diàn】胶柔性【xìng】连接的叠瓦组件【jiàn】被业界寄【jì】予厚【hòu】望。

叠瓦组件通过柔【róu】性连接,应力有效地消【xiāo】弭【mǐ】于每小片【piàn】电池之间【jiān】,电池隐裂较常规组件大幅度降低【dī】,还能够【gòu】容【róng】纳厚度减【jiǎn】低9-21%的超薄硅片;无主【zhǔ】栅、无焊带的抗腐【fǔ】蚀【shí】设【shè】计,也【yě】增加了【le】受光面积,并极【jí】大地提高了组件可靠度;全并联、无片间距的优异设计,又进一步地提高组件受光面【miàn】积,其组件内【nèi】耗的降【jiàng】低,较半片组件【jiàn】的优【yōu】势又放【fàng】大了九倍(六分【fèn】片设计)。

2015年,全球最大的电气【qì】设备企业东方【fāng】电气【qì】,“单晶龙【lóng】头【tóu】”中环股份,以【yǐ】及【jí】一直以高效电池组件领先业【yè】内的【de】SunPower,三家【jiā】巨【jù】头联手打【dǎ】造了高【gāo】效电池组【zǔ】件生产基地【dì】——东方环晟光伏(江苏)有限公司。东方环晟一方面依托【tuō】了股东方【fāng】的综合优势,包括大股【gǔ】东央企东方电气在电力设备行业的【de】领导地位和丰厚资源,还有在行【háng】业内长【zhǎng】期耕耘的中【zhōng】环股份的精益【yì】化管理【lǐ】,上下【xià】游配【pèi】合形成了完【wán】整的产业链;另一方面掌【zhǎng】握了SunPower独家【jiā】授权的叠【dié】瓦核心技术,并和SunPower团队【duì】不断加【jiā】快产品迭代,保持了原【yuán】创性和【hé】技【jì】术领先【xiān】性。东方环晟应该是全球【qiú】第一家专【zhuān】注【zhù】于生产高效叠瓦产【chǎn】品的组【zǔ】件【jiàn】企业【yè】,并在短期内形成了全球【qiú】最大的GW规模量产【chǎn】能力【lì】。2017年底,东方环晟已拥有1.2GW PERC高【gāo】效电【diàn】池和750MW 高效【xiào】叠瓦【wǎ】组件的产能,在2018年【nián】底,其叠瓦组件产能已达2GW。到2020年【nián】底,东方【fāng】环晟计划建成5GW高效叠瓦【wǎ】组件产能。

生而【ér】智能【néng】——叠瓦组件的“123”

叠瓦组件的无焊带技术具备如下优势:

1、天然【rán】的智能组件。东方【fāng】环【huán】晟的六串电池【chí】串【chuàn】全并联的设计,将遮挡影【yǐng】响降到最低(图片)。从电路【lù】设【shè】计端解决了困扰【rǎo】业界很久的遮挡带来的功率【lǜ】损失和热【rè】斑【bān】等问题【tí】,节省了组件优化【huà】器的安【ān】装。

2、更低的“度电成本”。更好地利用组件【jiàn】空间,带来【lái】更高【gāo】效率,更多发电【diàn】量,同时经过【guò】优化设【shè】计,叠瓦组件较传统组件可以增加13%功率输出,节约了【le】施【shī】工【gōng】、支架、土【tǔ】地【dì】成本。

3、减少失效因素,增加可靠性,组件使用寿命更长。

4、高效电池【chí】和【hé】超薄【báo】硅【guī】片的兼容平台,叠瓦技术是一种可以兼【jiān】容【róng】多种电池技术(PERC, TOPCon,HIT, 等【děng】),同【tóng】时也是目前唯一【yī】能够支持超【chāo】薄【báo】硅片的组件技术平台,适应性更广泛【fàn】。

这些优势让叠瓦【wǎ】组件【jiàn】效率更高【gāo】、寿命更长,并降低投资成【chéng】本,因此【cǐ】获得了高端市场【chǎng】的迅速认可。以东方环【huán】晟为例【lì】,从量产起到【dào】2018上半【bàn】年【nián】,叠瓦组件大部分都出口海外【wài】,主【zhǔ】要地区在欧洲、澳大利亚、日本、与东南【nán】亚,到【dào】2018年10月,其叠瓦组件出口份【fèn】额占全【quán】国【guó】的92%。即使在5.31.新政之后,东方环晟依然保持满产【chǎn】满销,确实【shí】令【lìng】人刮目【mù】相看。据东方【fāng】环晟副总经理,营【yíng】销总监孙满军介绍:“2018年公司【sī】三季【jì】度【dù】起【qǐ】随【suí】着产【chǎn】能扩充,在保持国【guó】际【jì】市场不变的前提下,东方环晟也在积极参【cān】与国【guó】内领跑【pǎo】者项目和【hé】无【wú】补贴示范【fàn】项目,中【zhōng】标国【guó】电投和三【sān】峡的【de】领跑者项目,又进一步【bù】为【wéi】叠瓦组件的先进性、可靠性、及其市场竞争力提供【gòng】了充分的佐证。”

叠瓦平台

叠【dié】瓦【wǎ】并不“挑食”,它是从组件端进行【háng】改变而【ér】提【tí】升效【xiào】率的方式,而【ér】PERC、单多【duō】晶【jīng】、IBC、HJT各种类型的电池,都可以叠加在叠瓦这一技术平台上。

“我们认为行业同仁虽然对叠【dié】瓦组件【jiàn】热情高【gāo】涨,但是要形成低成本,高效益和高【gāo】可靠性的叠瓦组件量产规模有一定【dìng】的【de】挑战度,并【bìng】非能够【gòu】一蹴而就。目前东方环【huán】晟和【hé】海外资深研发团【tuán】队一起【qǐ】不断加快创新与产品的迭代【dài】,实现了产线全部【bù】本地化,进【jìn】一步提升叠瓦组件【jiàn】的【de】领先优势【shì】,形成【chéng】技术平台。”孙【sūn】满军同时表达希望同国内高效电池厂家合作,强强联合,将【jiāng】环【huán】晟打【dǎ】造为叠瓦组件【jiàn】平台【tái】。

根据东方环晟的整体规划,将在2020年达到【dào】5GW叠瓦组件产【chǎn】能——一【yī】个足以影响行业【yè】格局的规模。该【gāi】公司【sī】获得的各项叠瓦【wǎ】组件专利及经验【yàn】广泛分【fèn】布于【yú】电池串、组【zǔ】件、设备【bèi】及产线【xiàn】的设【shè】计和工艺流程的创新等【děng】诸项关键环节,同时通过一【yī】年【nián】多【duō】的规模化量产,在叠瓦【wǎ】组件生产的【de】成本【běn】控制、供应链管理【lǐ】市场定位方面积累【lèi】了充沛的【de】经验。

“叠瓦将成为一个【gè】光伏【fú】高【gāo】效生态链中的【de】一环【huán】,并在组件【jiàn】端形成颠覆性替代。”孙【sūn】满【mǎn】军说,“叠【dié】瓦【wǎ】+双面PERC+跟【gēn】踪系【xì】统+智【zhì】能逆【nì】变器以及【jí】1500V等更高的【de】电压等级,会给业内带来全新的电站,甚至颠覆我【wǒ】们以【yǐ】往对于成本【běn】的计算,如土地、线缆【lǎn】、人工, 单位成本都会大【dà】幅降低。”

实际上,笔者【zhě】认为【wéi】,叠瓦的影响也同【tóng】样会向上游延伸。超薄【báo】硅【guī】片进入市场进程提速,银浆【jiāng】的辅材需求发生【shēng】变化,而节省硅料因此带来的供需变【biàn】化是否【fǒu】影响硅料【liào】价格【gé】,单多晶的【de】市【shì】场【chǎng】占比转变是否因此【cǐ】而进一步加【jiā】速并改变市场格局,这些影响,仍未【wèi】可【kě】知【zhī】,我们将拭目以【yǐ】待。