技術交流||拼片技術11問 - 北極星太陽能光伏網

2020-12-07 北極星太陽能光伏網

北極星太陽能光伏網訊:1、為什麼拼片單晶CTM>1?

拼片的CTM>1,是把電池的能力發揮到了極限,常規的整片單晶PERC 5BB封裝時候的CTM是96.5,相當於100W的電池封裝之後只能得到96.5W的組件,(CTM:CELL TO MODULE),而組件玻璃的透光率一般是94%多一些,在封裝的過程當中必然有一部分的光是沒法入射的,所以電池封裝成組件,一般都會有一點功率損失,所以說CTM一般就是考核封損有多小。

但拼片技術將會引領大家進入封益時代,我們以後考察組件技術,不是說其功率損失有多小,而是功率增益有多大,拼片技術封裝不僅沒有損失,反而還有增益,增益主要來自於兩部分,一部分是半片技術,電池片測試的時候,按照整片來測試,但是封裝的時候按照半片來封,電流減半,在電阻上,消耗的功率只有原先的1/4,按照P=I2R那么半片技術可以給組件提升5-6W,那在60板型上,那麼對應就提升了CPM2%個點。

另外一個CPM提升原因,主要就是來自於三角焊帶。電池片在測試的時候主柵遮擋的部分默認為不計算功率,但是拼片技術封裝以後,在主柵部分覆蓋了具有高反光能力的鍍錫的三角形的焊帶。而三角焊帶有非常好的光學結構。那麼原先被主柵遮擋浪費的電池片部分,通過一個三角形的焊帶反光又把這部分這個面積上的光線重新利用了,等於對電池能力進行了一次二次開發,那麼常規的5BB組件的話,扁平焊帶的寬度是一毫米,總共是五根。那麼遮擋的總寬是五毫米,那麼遮擋的面積的百分比是3.2%,而拼片的三角焊帶技術能把這部分損失拿回80%。

根據我們的測算,拿回來的焊帶損失的80%,對應下來的功率也是7-8W,所以拼片技術在焊帶導致的功率損失扳回一分,這個地方的CTM增益也有2%以上,原先常規5BB整片組件的CTM96.5,那麼使用了拼片技術後,半片增益2% CTPM,三角焊帶增益2.5%的CTM。最後實測下來,理論上的CTM是101--101.5,是一個封益的技術。

這就意味著,大家使用拼片技術,客戶購買100片電池,實際上可以賣成101片的組件,買100瓦的電池可以賣101瓦,甚至102瓦的組件。

問題2.為什麼拼片的組件效率比疊瓦高?

拼片組件,效率已經高於疊瓦了,拼片60片版型的組件長寬是:1658mm*996mm,那麼可以與之對標的疊瓦組件,在面積比我大5%的情況下,功率也才是345W。而拼片組件如果做到和疊瓦組件一樣的面積的時候,拼片組件的功率會做到335-360W。也就是說,同面積下拼片組件的功率要比疊瓦組件高2-3個檔。

為什麼拼片技術的轉換效率比疊瓦要高呢?一個是電池面積和組件總面積的比,我把它叫做封裝屏佔比,拼片技術的封裝屏佔比和疊瓦接近,拼片扣除掉邊框和串間距,封裝屏佔比已經做到了98%,另一個方面,拼片技術對外輸出能力,因為它是常規的金屬焊接,又使用了7BB技術,FF填充因子達到了80%以上,比疊瓦要高2%。

問題3.拼片的單瓦發電能力到底如何?

大家可能會有一個疑問:拼片組件,會不會出現那種測試功率高,但是實證發電能力弱的現象?

拼片實測發電數據,就拼片技術單瓦發電能力,要和常規的5BB半片是相差無幾的。

原理很簡單,就是三角形焊帶在電池片和玻璃之間發生了一次全反射現象,就是說拼片的組件,在垂直打光下功率是最高的,但是在側打光的時候,人們會說:三角焊帶會形成對其背面的一個遮陰問題。但是實際上是不會的,因為光線從玻璃側打光進入組件以後,會發生一次折射,那麼這是折射,就會導致光線就變得更加垂直,更加垂直的光線照射到三角焊帶,會發生兩種情況,一種情況就是53度以內入射光直接進入電池片。而第二種情況就是傾斜角大於53度的光線,比如89度的光進去以後照射到焊帶,也會在玻璃處發生一次折射,再加一次全反射現象,把這些光最終又照射到電池片以內,所以說,拼片的三角焊帶技術使得光線得到了近乎100%的一個利用。

這就是為什麼拼片技術。實測發電能力,也比較高的一個原因。

問題4:拼片背面遮光問題

拼片技術的特點是正面三角形背面扁平柔性,為了保障正面三角焊帶和扁平柔性焊帶搭接的穩定,背面的扁平柔性焊帶的寬度是比較寬的,目前使用是1.5毫米寬度,初期的話甚至可能用到1.8毫米,總共是七根也就是10.35毫米,常規5BB技術封裝背面的遮擋面積是五毫米寬,那麼拼片技術將會比常規五毫米的這個遮蔭面積大100%。

功率遮擋損失是多少?由於背面發電能力只有正面的10%,也不是全部遮住,只是比常規5BB背面遮陰寬了五毫米,在只有10%的功率基礎上,實際損失的功率大概是0.8W,也就是說,拼片組件背面的發電能力將會比5BB常規組件背面發電能力少0.8W,這就是拼片組件背面遮光的問題,解決方法就是提高扁焊帶的定位精度,後續可以使用到1.2毫米寬度的扁焊帶,可以緩解這個問題。

問題5:拼片的TC可靠性如何?

不只是TC測試,TC200 TC500都做過測試,拼片在TC測試表現中和常規的5BB組建TC測試表現一致,而且另外多項測試和常規組件是表現一致。

那麼這又是為什麼呢,這點是和使用導電膠組件極大的不同,使用新的封裝材料的組件,穩定性就需要重新去驗證,而拼片技術,實際上還是沒脫離常規的焊帶體系,焊接的一個邏輯還是主柵線、上面焊上焊帶,然後焊帶串聯成條,只要焊接沒有問題,那麼焊接的整個測試穩定性表現就和常規組件一致。

目前晶科、正泰都有實證數據,有的廠商已經做完了全套的認證啊,目前,矚日推出了拼片技術的全球驗證計劃,就是我們發一批組件過去,你放在自己的環境相實驗溫度裡頭去測試,自己去考核拼片的穩定性。

問題6:拼片技術使用到的電池和常規電池有區別嗎?

電池的前道工藝是沒有區別的,但是拼片技術使用了比較獨特的網版。因為拼片技術的焊接特性,使得它需要搭配一套全新的網版圖形,具體圖形可以聯繫矚日銷售人員。

問題7:拼片技術有很多焊接點,這些焊接點的穩定可靠性如何?

拼片技術的一個特點就是它正面和背面使用了兩種不同焊帶並使用搭接的方式去實現,那麼這也是矚日的核心專利之一。

關於焊點的問題,因為三角焊帶自帶15um的錫,扁焊帶的自身也帶著20um的錫,在焊點處的這個錫是最豐厚的,所以反倒是在焊點處,這個焊接是最飽滿最牢固的,除非是說定位精度不夠扁焊接偏離了,否則,只要搭接上去後,焊點是最牢的地方。

問題8:拼片對更薄的矽片兼容能力如何?

很多朋友擔心,拼片對薄片的兼容能力,因為三角焊帶又高又厚,是不是就會更容易裂?

實際情況恰恰相反,拼片對薄片的接受能力是最強的。拼片在整個焊接過程中環境是非常平整的,我們用了一種比較獨特的背面焊接的方式,使得焊接環境非常平整,整個焊接過程中沒有不平整的點,實際操作就不容易出現焊接隱裂,我們這段時間測試了一批140厚度的電池片啊,焊接狀態很好。

問題9:拼片的增益和成本問題?

剛才說的南德測試的組件338.9W,組建的長是1658毫米,寬是996毫米,這個組件的長寬和常規組件是相差無幾,但是我的功率做到了340瓦,而整個封裝材料和常規只有EVA的差異,餘下玻璃、背板、邊框、接線盒,都是一樣的,那麼唯一的差異就是我正面的EVA會厚一些,是需用到560克重以上的EVA,就這一點差異,大概會貴五塊錢一塊組件,整個組件的封裝成本要比常規組件貴五塊。

拼片組件一塊的封裝成本比常規組件貴五元錢,但是功率的話比常規組件要高25-30w之間。常規組件60版型功率只能做到310瓦到315瓦,但是拼片技術可以做到340W。

就是說,如果我們考核單瓦的封裝成本的話,拼片是最低的,拼片單瓦封裝成本會比常規組件便宜7-9分錢,一個組件廠的整個投資只需要七八千萬,假設1GW組件廠,一瓦便宜七到九分錢。那麼光封裝材料單瓦節省能力上一年就可以創收八九千萬的利潤。

問題10:拼片鑄錠單晶CTM表現如何?

7月份會購買一批7BB鑄錠單晶電池片進行測試,目前個人預計,鑄錠單晶封裝後比直拉單晶封裝後低4-5W。具體還是要看封裝後的數據再定。

問題11:拼片和反光貼膜的對比。

個人認為不用比,一塊組件僅貼膜的成本(貼膜還要增厚EVA),在十塊錢以上,而拼片成本的增加反倒小於貼膜,至於說功率增加,因為三角形的鍍錫焊帶錫的反光率是98%,這個光線的反射效果是最好的,至於實踐測試的數據,原先5BB焊帶上遮擋的3.2%的光,拼片技術可以拿回來80%。

至於貼膜能拿回來多少?目前沒有數據,可能應該沒有這麼多。

那80%是什麼概念?例如158.75方單晶,這個尺寸上3.2%的面積恰好對應的是10W。那麼拼片拿回來80%的話就對應的是8W,而且是實功率不是虛功率。拼片的三角焊帶從原理上決定了提升的功率是實實在在,是在戶外實證發電帶來發電量增加的一種組件技術。所以我認為拼片的三角焊帶的解決方案還是比貼膜要好的。

總之一點,拼片目前基於常規的量產電池就把組件效率做到了21%,你沒看錯,那21%就是組件效率。

感謝張治雨先生的耐心解答。

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