光伏技術創新,正處于一個特殊窗口期。
關鍵技術變革膠著不前,BC、HJT、TOPCon等技術路線爭論不休,疊層電池、鈣鈦礦等新興技術蓄勢待發,新一輪“超級創新”尚無突破,“微創新”成為支撐當前光伏行業進步的重要力量。
目前,光伏“微創新”立足降本增效,主要涉及四條主線:少銀/無銀化、電池技術優化升級、組件技術及產品縱深、系統及應用層面創新等。
這些在今年SNEC展上,體現得淋漓盡致。不難想象,如果沒有這些“微創新”,光伏展將多么無趣。
光伏行業正處于“微創新”驅動的階段。
在當前眾多“微創新”當中,0BB(無主柵)最為突出,最為活躍,既是少銀/無銀化的重要手段,也是不同電池技術競技的重要抓手,更是組件產品多樣性的重要工具,技術放大效應明顯。
在今年SNEC展上,0BB也格外亮眼,隆基、通威、愛旭、晶科、晶澳、華晟等紛紛推出0BB組件,其中還不乏明星產品,備受關注。
一、0BB,降低銀漿成本的頭牌技術
少銀化甚至無銀化,是近年光伏行業的創新重點。
銀漿成本僅次于硅片,隨著硅料及硅片成本下降,銀漿占電池成本(不含折舊)的比例不斷提高,目前約占27%,降低銀漿成本的壓力和沖動越來越明顯。
目前,降低銀漿成本主要集中在柵線優化及漿料替代兩個方向。柵線優化主要包括0BB、疊柵和鋼網印刷等技術;漿料替代則主要是銀包銅、銅電鍍、銅漿料、鋁漿料等少銀甚至無銀化金屬電極技術。
對比而言,0BB的產業化更加成熟。
所謂0BB(無主柵)技術,就是取消電池片主柵,在組件環節直接用焊帶與電池片細柵連接導出電流。因為取消主柵,電池環節銀漿用量大幅減少。
具體而言,0BB設備投入與傳統串焊機相當,但可以降低銀漿成本20-40%,對銀漿消耗較高的HJT及BC,降本效果更加明顯。
如今,柵線設計從早年的二主柵到三主柵、四主柵、五主柵、多主柵(MBB)以及SMBB,再到如今的0BB,有點返璞歸真、大道至簡的感覺,也足見柵線優化及組件環節持續創新的魅力。
二、0BB,電池技術之爭的重要抓手
熱鬧的電池技術之爭,實際也依賴“微創新”。
0BB作為組件環節的創新手段,可以兼容并支持HJT、BC和TOPCon等不同電池技術路線的優化升級。
目前,各電池技術路線均面臨不同的競爭壓力:HJT直接面臨降低銀漿成本的壓力,BC面臨降低成本和提高雙面率的壓力,而TOPCon則面臨提高轉換效率和組件功率的壓力。
0BB作為一個平臺型技術,不僅可以降低電池銀漿成本,還可以減少遮光效應、降低電阻損耗、提升封裝效率、增加組件功率、提高BC雙面率、降低隱裂風險、提高良品率、增加美觀度等,也因此成為各技術路線優化升級的重要抓手,備受重視。
對HJT而言,由于低溫銀漿消耗較大,一直面臨較大的成本壓力,少銀/無銀化始終是其首要努力方向,相對銀包銅、銅電鍍、銅漿料等技術,0BB更加成熟。目前,華晟、東方日升等HJT廠商都采用了0BB技術。
對BC而言,目前同樣面臨降本壓力,由于柵線集中到背面,復雜度更高,銀漿消耗高于TOPCon,0BB不僅可以降低銀漿消耗,還可以使用一字型焊接提升封裝效率,提高組件背面效率及雙面率。0BB也成為BC提升雙面率應對TOPCon競爭的重要手段。目前,隆基、愛旭等主流BC廠商都推出了0BB組件。
對TOPCon而言,目前主要面臨提高電池效率及組件功率的壓力,面對BC的挑戰,0BB也可以助力TOPCon降本增效。目前,晶科、晶澳、通威、正泰、海泰、大恒等TOPCon廠商都推出了0BB組件。隨著TOPCon改造升級,預計更多廠商及組件產品會加入到0BB陣營。
如今,0BB已經成為不同電池技術路線的一致創新方向,也成為組件效率和功率表現的重要推手,這在今年SNEC展上也得到了充分展現,大放異彩。
三、0BB技術方案,誰更勝一籌?
0BB也并非新鮮事物。
0BB技術最早可追溯至Smartwire方案,由Day4 Energy提出,核心專利申請于2003年。2012年Day4 Energy將SmartWire技術轉讓給梅耶博格,最早的核心專利于2023年到期。
Smartwire方案,采用銅焊帶,先將銅焊帶內嵌到有機薄膜中形成銅絲復合膜,再通過層壓與電池片細柵實現金屬化連接。優點是焊帶不易脫柵,結合力較好;缺點是工藝復雜。
目前,國內設備廠商推出了點膠、焊接+點膠、直接覆膜技術等三種方案。
點膠方案:通過點膠將焊帶預固定在電池片上,再通過層壓實現焊帶與電池片柵線的金屬化連接。優點是設備簡單;缺點是結合力不足,還有光學損失。
焊接+點膠方案:鑒于點膠的不足,先將焊帶焊接在電池片上,再通過點膠將焊帶進一步加固。優點是結合力更足,不易脫柵;缺點是方案相對復雜,對控制強度和精度要求高,焊接還涉及高溫工藝。
直接覆膜技術(IFC):目前主要由國內設備廠商小牛自動化提出,通過膠膜(皮膚膜)一次性將焊帶精準地壓接在電池片上,再通過層壓實現焊帶與電池片的金屬化連接。優點是方案簡單,結合力強,并采用低溫工藝;缺點是會增加皮膚膜成本。
目前國內三種方案,各有優缺點。
總體而言,點膠方案結合力不足;焊接+點膠方案采用高溫工藝,精度要求高,焊接過程容易斷柵;IFC技術會增加一定的膠膜成本,但焊帶更細,還可以節省助焊劑及運維成本,同時皮膚膜的使用可以支持負間距/零間距封裝,降低隱裂風險,優勢相對明顯。
目前,IFC技術已經規模化應用于BC、HJT和TOPCon。尤其在BC組件的應用中,IFC技術通過低溫柔性連接替代傳統高溫焊接,實現無翹曲精準串連,顯著提升組件良率,同時為電池薄片化提供工藝支撐。此外,IFC技術還支持圓形焊帶直接應用,省去錫膏印刷環節,進一步提升BC組件雙面率。
不管怎樣,0BB技術在國內設備廠商的努力下,在不同電池技術路線的產業化推動下,技術不斷完善,穩定性持續提高。
隨著電池技術及組件產品創新走向精細化,越來越多的廠商正在推出0BB產品,0BB技術的滲透率正在加速提升。
當前,光伏行業同質化競爭嚴峻,“微創新”成為差異化競爭的角力點,高手過招,成敗往往在毫厘之間。
0BB作為貫穿電池與組件環節的重要創新,在推動降本增效方面起到了引領作用,頭部企業不斷加持,穩定性不斷提高,預計將迎來更廣泛的應用,值得期待。