光伏的黑暗森林:光伏焊带即将消失

笔者曾在去年年底写【xiě】过一篇泰【tài】坦的【de】战【zhàn】争,里面提到技【jì】术路线的竞争,与同质化【huà】竞争此消彼长的情况不同【tóng】,结局【jú】可【kě】能是【shì】非【fēi】胜即死,同时【shí】,技术【shù】路线之【zhī】争往往连带着各自一整条技术路【lù】线上企业的兴衰。

《三【sān】体》中有句【jù】话被企业界大量【liàng】引用:“我【wǒ】消【xiāo】灭你,与【yǔ】你无关。”随着技术【shù】的兴【xìng】起【qǐ】和历史【shǐ】的【de】变革,许多企业如同诺基亚一样:“我们并没有做【zuò】错什么,但不知为什么,我们输了。”方便面被外卖【mài】打【dǎ】败,自【zì】行车店与修理铺被共享单车打败【bài】,小偷被线【xiàn】上支【zhī】付弄得生意惨淡,而在北京做得好吃的【de】饼【bǐng】,往往和鱼头一起搭【dā】售。跨界融合,或者被跨界取代, 是世间规律【lǜ】。笔者【zhě】也【yě】想提出:那光伏行业【yè】的下【xià】一个黑科技是什么【me】?又将取代什么?

目前【qián】可【kě】以预见的是,光伏焊【hàn】带产业【yè】可能成为受“黑暗【àn】森林【lín】”法则影响,被新的超级【jí】组件技术【shù】“降维打击【jī】”至消失不【bú】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【fēng】装方式。但随【suí】着电池【chí】与组件技术的进【jìn】一步【bù】发展【zhǎn】,焊带的设计对【duì】组件性【xìng】能存在如下几点制约:

A

●组件电路【lù】排列是全【quán】串【chuàn】联方式,遮挡【dǎng】、热斑【bān】等造成的问题【tí】对于组件的输出与可靠性影【yǐng】响很【hěn】大。

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,如果硅片【piàn】太薄,同【tóng】样是由【yóu】于应力【lì】引起电池【chí】裂【liè】片,组件成【chéng】品【pǐn】率低、衰减增加、可靠度降低。

D

●由于金【jīn】属腐蚀(水汽渗【shèn】透、酸性物质的释放)所造成【chéng】的组件衰减【jiǎn】增加【jiā】、可靠度降低。

E

●在受光的【de】正【zhèng】面,焊带【dài】会遮挡【dǎng】相当部分的电池面【miàn】积,降低【dī】组件发电量。

由此可见,随着组【zǔ】件技【jì】术【shù】的不断发展,焊带成为了组【zǔ】件性能【néng】(效率与可靠【kào】性)进【jìn】一【yī】步提升的制约,成为木桶中最【zuì】短的那块板。

叠瓦组件-焊带终结者

于是业【yè】界开【kāi】始研发无焊【hàn】带的设计,IBC, MWT等基【jī】于电池技术的无焊带【dài】设计应运而生,但【dàn】规【guī】模与成本【běn】还【hái】是有一【yī】定的制约。而【ér】当目光转向组【zǔ】件端时,通过导电胶【jiāo】柔性连接的叠瓦组件被业界寄予厚望。

叠瓦【wǎ】组件【jiàn】通【tōng】过柔性连接,应力有【yǒu】效地消弭【mǐ】于每小片电池之间【jiān】,电池隐裂【liè】较常规组【zǔ】件大幅度降【jiàng】低【dī】,还能够容纳厚【hòu】度减低【dī】9-21%的超薄硅片;无主栅、无焊带的抗腐【fǔ】蚀设【shè】计,也【yě】增【zēng】加了受光面积,并极大地提高【gāo】了组件可靠度;全【quán】并联、无片【piàn】间距的优异设计,又进一步地提高组件受【shòu】光面积,其【qí】组件内耗【hào】的降低,较半片组件的【de】优势又放大了九【jiǔ】倍【bèi】(六分片设计)。

2015年【nián】,全【quán】球最大的电气设备企业东方电【diàn】气,“单晶龙【lóng】头”中环股份【fèn】,以及一直以高效电池组件领先业内的SunPower,三家巨【jù】头联【lián】手打造了高【gāo】效【xiào】电池组件生产基地——东方环晟光【guāng】伏(江苏)有限公司。东方环晟一方面依【yī】托【tuō】了股东【dōng】方的综【zōng】合优势,包括大股东央企【qǐ】东方电气在电力设备行业【yè】的领导地位【wèi】和丰厚【hòu】资【zī】源,还有【yǒu】在【zài】行业内长期耕耘的中环股份的精益化管理,上下【xià】游配合【hé】形成了完整的产业链;另【lìng】一方【fāng】面掌握了SunPower独【dú】家授【shòu】权的叠瓦核心技术,并【bìng】和SunPower团队不断【duàn】加【jiā】快【kuài】产品【pǐn】迭代,保持了原创【chuàng】性和技术【shù】领先性。东方环晟应该是【shì】全球第一家专注【zhù】于生产高效叠【dié】瓦产品的【de】组件企业【yè】,并在短期内【nèi】形成了全球最大的GW规模量【liàng】产能【néng】力。2017年【nián】底,东【dōng】方环晟已拥【yōng】有【yǒu】1.2GW PERC高效电池和【hé】750MW 高效叠瓦组件的产能,在【zài】2018年底【dǐ】,其叠瓦组件产能已【yǐ】达2GW。到2020年底,东方环晟计划【huá】建成5GW高效【xiào】叠瓦组件产能。

生而智能——叠瓦组件【jiàn】的“123”

叠瓦组件的无焊带技术具备如下优势:

1、天然的智能组件。东方环晟的【de】六串电池串全【quán】并联的设计【jì】,将遮挡【dǎng】影响【xiǎng】降到最低(图片)。从电【diàn】路设计【jì】端解【jiě】决了困扰业界【jiè】很久【jiǔ】的遮挡带来的功率损失和【hé】热斑等问【wèn】题,节省了组件优化器的安【ān】装【zhuāng】。

2、更低的“度电成本”。更好地利用组件空间【jiān】,带来更高【gāo】效率【lǜ】,更多【duō】发电【diàn】量,同时【shí】经【jīng】过【guò】优化设计,叠瓦组件较传统组件可以增加13%功率输出,节约了施工、支架、土地成【chéng】本【běn】。

3、减少失效因素,增加可靠性,组件使用寿命更长。

4、高效电【diàn】池和超薄硅片【piàn】的兼容平【píng】台,叠【dié】瓦技术是一种可以兼容多种电池技术【shù】(PERC, TOPCon,HIT, 等),同【tóng】时也是目前唯一能够【gòu】支持【chí】超薄硅【guī】片的组件技术平台,适应性更【gèng】广泛。

这些优势让叠瓦组【zǔ】件【jiàn】效率更【gèng】高、寿命更长,并降低投【tóu】资【zī】成【chéng】本,因此获【huò】得了高端市场的迅【xùn】速认可。以东方环晟为例【lì】,从【cóng】量产起到2018上【shàng】半年,叠瓦组件大部分都【dōu】出口海【hǎi】外,主要地区在【zài】欧【ōu】洲、澳大利亚、日本、与东南亚,到2018年10月,其叠瓦组件【jiàn】出口【kǒu】份额占【zhàn】全【quán】国的92%。即使在5.31.新政之后,东方环晟依【yī】然保【bǎo】持满产满销,确实令人【rén】刮目相【xiàng】看。据东【dōng】方环晟副总经理,营【yíng】销总【zǒng】监孙满军介绍【shào】:“2018年公司三【sān】季度起随着产【chǎn】能扩充,在保持国际市【shì】场不【bú】变的前提下,东方环晟也在积极【jí】参与国内领跑者项【xiàng】目和无【wú】补贴示范项目【mù】,中标【biāo】国电投【tóu】和三峡的领跑【pǎo】者项目,又【yòu】进一步为叠瓦组件【jiàn】的【de】先进性、可靠性、及其【qí】市场【chǎng】竞争【zhēng】力提供【gòng】了充分的佐证。”

叠瓦平台

叠瓦并不“挑食【shí】”,它是从组件端进行改变【biàn】而【ér】提【tí】升效率的【de】方【fāng】式,而PERC、单多晶、IBC、HJT各【gè】种类型的【de】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【duì】叠瓦【wǎ】组【zǔ】件热情高【gāo】涨,但是要【yào】形成低成本,高效益【yì】和高【gāo】可靠性的叠瓦组件量产规【guī】模有【yǒu】一定的【de】挑战度,并非能【néng】够一蹴而就。目前东方环晟和海外资深研发团队一起不断加【jiā】快【kuài】创【chuàng】新与产品的【de】迭代,实现了【le】产线全部本地化,进一步提【tí】升【shēng】叠瓦组件的领先优【yōu】势,形【xíng】成技术平台。”孙满军同【tóng】时表达希望同【tóng】国【guó】内高效电【diàn】池厂家合作,强强【qiáng】联合,将【jiāng】环【huán】晟打造【zào】为叠瓦组件平台。

根据东方环晟【shèng】的整体规划,将在2020年达到5GW叠瓦【wǎ】组【zǔ】件产能【néng】——一个足以影响【xiǎng】行业格【gé】局的规【guī】模。该公司获得的各项叠瓦组件专利及经验广【guǎng】泛分布于电池串、组件【jiàn】、设备及产线【xiàn】的【de】设计【jì】和工艺流程【chéng】的【de】创【chuàng】新等诸项关键环节【jiē】,同时通过一年【nián】多的规模化量产【chǎn】,在叠瓦组件生【shēng】产【chǎn】的成【chéng】本【běn】控制【zhì】、供应链管理【lǐ】市场定位方面积累了充沛的经验。

“叠瓦将成为一个光伏高【gāo】效生态链中的【de】一环【huán】,并在组件端形成颠覆【fù】性替代。”孙满军说【shuō】,“叠瓦【wǎ】+双面【miàn】PERC+跟踪【zōng】系统+智【zhì】能逆变器以及1500V等更高【gāo】的【de】电压等级【jí】,会【huì】给业【yè】内带来全新的电【diàn】站,甚至颠覆我们以往对于成本的计算【suàn】,如土地【dì】、线缆、人工, 单位【wèi】成【chéng】本都会【huì】大幅降低。”

实际【jì】上,笔者认为,叠瓦的影响也【yě】同样会向上游延伸。超薄硅片进【jìn】入【rù】市场进程提速,银【yín】浆的辅材需求发生变化【huà】,而节省硅料【liào】因【yīn】此【cǐ】带【dài】来的供需变化是否影响硅料价【jià】格,单多晶的市场占比转变是否【fǒu】因【yīn】此而【ér】进一步加速并改【gǎi】变市【shì】场格局,这些影响,仍未可知,我们将拭【shì】目【mù】以待。