北極星太陽能光伏網訊:疊瓦作為一種平臺性的組件製造技術，批量應用後，一直受到專利方面的困擾，可靠性方面的質疑聲音也較多。儘管如此，憑藉其在組件效率提升方面的比較優勢，近兩年來，疊瓦仍呈現出較為強勁的增長勢頭。2018年全球疊瓦組件出貨量在1GW左右；2019年前10個月，不完全統計，疊瓦組件出貨量已超過1.5GW。
（來源：鑑衡認證 作者：紀振雙 ）
為適應市場需要，自2016年開始，鑑衡認證中心推出了「領跑者」先進技術產品認證制度。有別於常規產品認證，該項制度將「技術成熟度」作為一項重要的評價指標。此前，對技術成熟度的評審，針對的是製造端，主要包括以下方面的評審：設計鑑定和定型的適度性、製造過程的工藝成熟度、目標效率命中率、不良品率及技術的隱性風險等。近期，針對高效組件應用過程出現的問題，以及國家認監委加強事中、事後監管的總體要求，鑑衡認證中心針對性地開展了認證產品應用效果的證後評價工作。
本文以疊瓦組件為例
事例性地說明認證產品證後評價的基本思路
一、疊瓦組件的比較優勢
根據生產廠家宣稱的技術優勢，歸納起來，疊瓦組件主要有以下特點：
更高效率；
與現有電池和組件生產線的兼容性較強；
根據需要，可更為靈活地調整組件的版式和大小；
有效降低遮擋和隱裂對組件的性能影響。
以下為根據鑑衡在產品認證及電站檢測過程獲取的數據和信息，針對企業宣稱的優勢，給出的評價結果▼
1）組件效率
疊瓦組件的最大特點是將電池主柵置於電池的疊層之間，且電池間無橫向間距，見圖1。此種設計可以增加組件的有效受光面積，進而降低電池和組件間的效率差，提升組件效率。
圖2為根據鑑衡認證過程的檢測結果，從4家企業各選取一款典型疊瓦組件，給出的電池和組件效率差及組件與電池總面積的增加率。
註：電池與組件效率差、組件面積增加率分別按以下公式計算：
電池與組件效率差 = 抽檢批投用電池樣件效率均值—抽檢批樣本組件效率均值；
組件面積增加率 =（組件面積—電池總面積）/組件面積。從圖2可以看出，與常規組件相比，疊瓦組件面積增加率降低7.8% 左右，與理論計算值（假定主柵焊帶寬度為1mm,電池橫向間距為1.5mm）基本相當；效率差減少0.9%左右，即採用同樣效率的電池，組件效率可以提升0.9%，以效率為19%的310W組件為例，與有些廠家宣稱的功率增加15W基本一致。
2）產線兼容性
疊瓦組件用電池的生產與現有產線具有完全的兼容性。組件生產需要增加或調整某些工藝環節，見圖3。
圖中紅框內為新增或需要調整的工藝環節，其他為常規組件兼容性工藝環節。總體看，疊瓦組件大部分工藝環節與現有產線具有兼容性。需要提醒的是，紅框內的工藝，不同組件生產企業裝備和工藝控制水平不一樣，並導致產品使用性能及可靠性水平差異較大。
3）組件版式和尺寸
目前，市面上常規組件有2種基本版型，60型和72型。疊瓦組件已突破原有的版型設計，除60和72擴展型，又出現了準78型。表1為3個企業典型版型的示例。
從表中可以看出，由於電池尺寸變小，根據不同應用場景，可以更為靈活地調整單塊組件的電池數量和組件尺寸。需要提醒的是：目前電池和組件的外形尺寸，包括電學參數，過於雜亂，亟待規範。
4）遮擋影響圖4為根據生產廠家宣稱優勢，給出的疊瓦與常規組件電路結構及遮擋影響示意圖。
圖4. 電路結構與遮擋影響示意圖根據鑑衡的監測結果，實際應用中，不同遮擋條件下，疊瓦組件作用效果不盡相同。圖5為兩種典型的遮擋條件圖示。在圖中所示的兩種遮擋條件下，與常規組件相比，A條件下，疊瓦組件對降低遮擋影響的作用不明顯；B條件下，疊瓦組件在降低遮擋影響方面，作用明顯。圖5. 不同遮擋條件圖示
以對組串級性能影響為評價單元，總體看，實際應用中，存在組件或組串級遮擋時，效果不明顯；存在電池或電池串級遮擋時，疊瓦組件在降低遮擋影響方面，效果明顯。
對比疊瓦組件與常規組件的電路結構，理論上也能對上述現象做出解釋。
5）隱裂影響
圖6為常規組件，無明顯缺陷與存在碎裂片組件電學參數的示例性對比；圖7為疊瓦組件，無明顯缺陷與存在碎裂片組件電學參數的示例性對比。
從圖6、圖7中的兩組數據對比看，對常規組件，存在較為嚴重的碎裂片時，Vmp、Imp、Pmp均顯著降低；對疊瓦組件，存在較為嚴重的碎裂片時，Vmp、Imp、Pmp的降幅明顯低於常規組件，說明疊瓦組件可以有效降低隱裂（碎裂）對性能的影響。對比疊瓦組件與常規組件的電路結構，理論上也能對上述現象做出解釋。
二、疊瓦組件的技術成熟度
圖8為產品生命周期法則圖示。目前，已有多家組件企業量產疊瓦組件，全球出貨量已接近組件總出貨量的2%。總體判斷，疊瓦組件尚處於導入期到成長期的過渡階段。此階段需要進一步提高產品質量，特別是可靠性；適度降低與常規組件的價差，提高性價比；進一步理清產品市場定位。總體判斷：上述問題解決得好，會走出圖8中「A」走勢；解決得不好，不排除「B」或「C」走勢的可能。
圖8.產品生命周期圖示
1）需要重視的應用質量問題
圖9為在投運一段時間的電站中，抽檢疊瓦組件中存在的典型EL缺陷圖例。
圖9. 疊瓦組件典型EL缺陷圖
中給出的4種缺陷形式，全部為疊瓦組件因電氣連接方式的改變容易產生的缺陷。從對組件性能的影響程度看，A類缺陷的影響較小；B類缺陷有一定影響，會導致組件Vmp下降；C類缺陷有較大影響，會導致組件Isc上升，Imp下降；D類缺陷有嚴重影響。另外，某些缺陷，會導致嚴重的熱斑，見圖10。
圖10. 內部質量導致的熱斑圖示
從應用情況看，不同廠家供應的疊瓦組件，出現的缺陷類型和程度有較大差異。有的廠家供應的組件，如隆基樂葉，抽檢組件中並未發現對組件性能有較大影響的缺陷；有的廠家供應的組件，存在對組件性能有較大影響的缺陷，且缺陷比例在不可接受的水平。說明不同廠家疊瓦組件的技術成熟度存在較大差異，有的已基本具備大批量供貨的條件；有的尚存在需要進一步解決的技術質量問題。
2）需要考慮的製程質量問題
疊瓦組件將電池間連接方式由焊帶焊接改為導電膠連接。總體看，還有需要進一步研究和解決的問題，特別是導電膠粘結劑和導電粒子的選擇及粘結工藝控制，包括返修工藝的選擇。追溯某些使用過程中所發現缺陷的導致原因，可以歸結為電池間連接技術不夠成熟或製程質量控制不當等。
目前，可供選擇的導電膠粘結劑主要有丙稀酸、有機矽、有機氟、環氧樹脂等4種，導電粒子有純銀和銀包銅兩種。不同類型的導電膠在工藝性能、粘結性能、高溫和低溫性能、固化速度、耐候性、可返修性等方面存在較大差異，有必要針對組件長期運行的需要，將可靠性放在首位，同時兼顧經濟性來選擇適宜的導電膠。另外，目前的粘結工藝有點膠和印刷兩種方式，不同企業的自動化程不盡相同，也需要從質量和工藝控制一致性的角度，研究並解決工藝控制中存在的問題，包括提高設備的自動化程度。在返修方面，目前的返修工藝有兩種，一種是局部更換問題點的電池，另一種是採用橋接的方式，需要強調的是，無論採用哪種工藝，均需保證返修組件的電學參數滿足要求。
三、結語
疊瓦組件的性能優勢比較明顯，需要解決的問題同樣突出。從投放時間和市場佔比看，疊瓦組件尚處於起步階段，各廠家需要抱著「呵護」的心態，重視並解決產品製造和使用中出現的問題，逐步打消業內的疑慮，謹防「一個老鼠壞一鍋粥」情況的發生
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