眾所周知,高效率光伏組件可以有效提升有限空間下的光伏裝機(jī)規(guī)模,降低光伏系統(tǒng)材料與設(shè)備投資成本,同時降低光伏組件本身對膠膜、玻璃等資源的消耗。因此,轉(zhuǎn)換效率的提升是光伏技術(shù)發(fā)展的永恒主題。
除了光伏電池效率的提升,組件端近年來出現(xiàn)了不少提高轉(zhuǎn)換效率的技術(shù),典型的如半片技術(shù)、多主柵技術(shù)。組件端技術(shù)的提效原理則主要包括3個方面:一是提高光學(xué)利用率;二是降低電學(xué)損失;三則是優(yōu)化組件尺寸。半片與多主柵技術(shù)均降低了焊帶上的電流從而降低了組件內(nèi)部的電學(xué)損失;多主柵技術(shù)所使用的圓形焊帶相比扁焊帶提高了組件的光學(xué)利用率,雙面電池搭配白色EVA封裝單面組件也是提高了光學(xué)利用率;尺寸方面,受益于設(shè)備加工精度的提升,電池片的間隙一直成縮小的趨勢;市場上也存在零電池片間隙的疊瓦技術(shù);作為市場主流,高成熟度的多主柵半片技術(shù)也試圖通過技術(shù)升級實(shí)現(xiàn)電池片間零間隙或微間隙,進(jìn)一步提高技術(shù)優(yōu)勢。隆基則在這方面做了長期、深入的研究,并于2020年6月29日將其獨(dú)有的“無隱裂智能焊接技術(shù)”通過新發(fā)布的Hi-MO 5(182mm)產(chǎn)品正式推向市場,使這款為迎接全球平價時代而打造的光伏組件真正實(shí)現(xiàn)了效率、功率、BOS成本、可靠性的綜合最優(yōu)。
1. 什么是“無隱裂智能焊接”技術(shù)?
隆基“無隱裂智能焊接”技術(shù)采用的是一體式分段焊帶,其三角段可以有效利用正面太陽光,扁平段可以可靠地實(shí)現(xiàn)電池片微距互聯(lián)。經(jīng)多次驗證,應(yīng)用該焊接技術(shù)可以使組件效率較常規(guī)多主柵產(chǎn)品再提升0.3% abs.。
在組件生產(chǎn)過程中,要實(shí)現(xiàn)電池片零間距或微間距互聯(lián)的主要技術(shù)難點(diǎn)就在于制造精度的控制和避免隱裂的產(chǎn)生。使用常規(guī)圓焊帶直接零間距或微間距互聯(lián)顯然存在問題,因此市場上出現(xiàn)了“圓焊帶整形”的技術(shù)方案,即在電池片串焊階段,實(shí)時地將電池片連接處的焊帶打扁。
通過“圓焊帶整形”技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)電池片疊瓦式互聯(lián),此時電池片排列密度較高,該技術(shù)的缺點(diǎn)在于:三明治結(jié)構(gòu)仍然在連接處容易出現(xiàn)小隱裂,小隱裂在組件長期應(yīng)用中會發(fā)生擴(kuò)展,因此該技術(shù)提效的同時降低了組件的可靠性;另外,電池片重疊的部分無法受光發(fā)電,同時為降低隱裂的產(chǎn)生需要更厚的封裝膠膜,因此組件成本有較明顯的提高。
之后行業(yè)中又出現(xiàn)了微間距互聯(lián)的“圓焊帶整形”方案,該方案避免了較高的成本,但電池片間要保持一定間隙避免接觸在工藝控制上的難度是進(jìn)一步增加的,同時連接處存在小隱裂的問題有所緩解但仍然存在。
隆基在組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用的是一體成型的分段式焊帶,焊帶成型后經(jīng)退火消除內(nèi)應(yīng)力,可以高良率、高可靠地實(shí)現(xiàn)電池片微間距互聯(lián),完全避免了小隱裂問題,因此可以稱為“無隱裂智能焊接”。
此外,在光學(xué)利用率方面,三角狀的焊帶相對于圓焊帶不僅對直射光的利用更高,在非直射光的情況下,由于利用的是一次反射光而非二次反射光,其不同入射角下的效率損失也較圓焊帶略低,因此在發(fā)電性能上有一定優(yōu)勢。
2. “無隱裂智能焊接”技術(shù)的可靠性驗證
一體式分段焊帶的柔性互聯(lián),一方面因其在電池連接處為扁平形狀,在串焊、層壓過程中焊帶均不會發(fā)生較大變形;另一方面相對圓焊帶整形,一體式分段焊帶為一體成型,成型后經(jīng)退火過程消除內(nèi)部應(yīng)力,因此屈服強(qiáng)度低表現(xiàn)出柔性。柔性的焊帶使電池片與焊帶連接處的應(yīng)力低,避免了小隱裂的產(chǎn)生。折彎實(shí)驗中,一體式分段90°折彎20次斷裂,整形后的圓焊帶則折彎7次就會斷裂。將一體式分段焊帶和整形圓焊帶封裝在同一小樣件中(電池片微間距),可見使用整形圓焊帶的位置產(chǎn)生了小隱裂,一體式分段焊帶處無隱裂產(chǎn)生,如下右圖所示。
隆基“無隱裂智能焊接”技術(shù),在多主柵半片技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了光伏組件效率,同時也顯著提高了組件全生命周期的可靠性。未來,隨著大尺寸光伏組件在大型地面電站等場景下的大規(guī)模應(yīng)用,隆基獨(dú)有的“無隱裂智能焊接”技術(shù)可以切實(shí)保障光伏組件的載荷能力,使其在全生命周期內(nèi)產(chǎn)生更多的發(fā)電量,為全球客戶帶去更多價值增益,為“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)更多綠色能源。
原標(biāo)題:隆基解碼“無隱裂智能焊接”技術(shù)