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【序言】被关注的叠瓦组件技术 叠瓦组件无主栅、无焊带设计能增加有效电池片面积约13%，功率提升15W左右，组件光电转化效率大大提升，对于降低系统成本有很大贡献，一直受到众多组件厂的关注。但由于叠瓦组件制造成本高，该技术一直未得到大面积推广应用，加上韩华等公司挑起的专利纷争更让各组件厂对叠瓦技术踌躇不前……， 2019年前后随着半片技术以及基于半片电池的拼片、无缝焊接、板块互联等新技术推出，叠瓦的优势还能否持续？一篇《叠瓦已死、拼片将生》的网文更是更是让叠瓦在光伏行业的聚光灯下成为本年度行业的热议主题之一。 叠瓦的困境 近几年，在追求发电效率的背景下，众多家光伏组件厂为了占有技术先机，对叠瓦做了产能布局。大概罗列如下： 但从2018年和2019年的叠瓦组件实际出货数量看，并未如大家所愿的大规模量产，通常分析原因如下： 1）专利风险尚未解除 叠瓦专利分为设计专利和工艺专利，尽管日本信越的叠瓦设计专利已过期，但SunPower的叠瓦工艺专利问题犹存。国际上拥有叠瓦组件工艺专利的企业包括SunPower和Solaria，国内目前持有工艺专利的企业有东方环晟、赛拉弗和协鑫，其中赛拉弗和协鑫的专利由Solaria授权，协鑫也号称有自己的专利，但其技术是否能完全规避以上专利，尚不清楚。 2）组件度电成本过高 叠瓦由于需要浪费一部分电池片面积、导电胶价格居高不下以及专利成本、工艺成本等原因，导致叠瓦组件成本过高，对降低度电成本基本没有帮助。 3）导电胶质量是否稳定仍需要时间考验 导电胶质量参差不齐，导电胶的耐久性未得到广泛验证，叠瓦组件在实际运行中有产生组件热斑的事例。组件工厂内部更加严格的质量控制进一步推高叠瓦组件的制造成本。 由于叠瓦组件以上三个障碍，使其在市场上并未出现前期大家期望的大规模应用。相反，从未大肆张扬的半片组件结合其它技术正慢慢成为叠瓦组件技术的替代方案，而获得越来越多组件厂的青睐。 半片：成本优势凸显 半片电池技术是使用激光沿着垂直于电池主栅线的方向将标准规格的电池片切割成尺寸相同的两个半片电池片，通过减少功率损耗、提高封装效率, 比同版型组件提升5-10W。同时半片组件还能降低系统成本约0.9分-1分/W。 大道至简，从表面上看半片电池只是简单地将原来的全片电池一切为二，再像全片电池一样进行串焊，并不需要像叠瓦那样切很多条再通过专利工艺技术串联。而只是简单地一切为二，半片组件就因性价比高，正慢慢被市场接受。 今年年初，阿特斯宣布在2019年将全面使用半片组件；晶科、天合2018年的半片组件出货达到了10-15%；尚德、晶澳、东方日升、隆基、韩华等企业均已实现半片组件规模化量产。 一直以来光伏行业的业内人士认为，尽管半片组件的单瓦成本低于叠瓦组件，但半片组件功率仍然不及叠瓦组件的增量（叠瓦组件比同版型传统组件功率可提升15W左右），所以对需要高功率光伏组件的市场，叠瓦组件依然有优势。然而半片的功率真比叠瓦低吗？ 半片与叠瓦组件成本对比（来源：中科院电工所） 队友神助攻：半片组件+多主栅技术+预交联白色EVA胶膜，功率堪比叠瓦 半片组件有一个未被大家明说但心里明白的巨大优势，就是其能够非常简单的叠加其它组件封装技术。依靠电池片多主栅技术和组件封装使用高反射率预交联白色EVA胶膜作为电池片下侧胶膜，半片组件获得大幅的功率提升。 大致估算为：半片组件通过降低电池片内部损耗提高组件功率，PERC144片的半片组件比72全片提高6瓦左右；多主栅（以9BB为例）组件通过增加电流的收集能力和减少占据电池片表面位置而提高组件功率3-5瓦。此两个组件结构优化需要对组件制造流程做一定的技术改造，设备改造投入远远小于叠瓦，但到此为止的话，组件功率依然小于叠瓦组件功率的增加。此时如果在组件中改用高反射率预交联白色EVA胶膜作为下层胶膜，竟然在144片的单玻组件中还能再提高4-6瓦的功率。原因是 1）半片组件有更多的缝隙，使白色胶膜能够反射更多的光线回到组件中； 2）多主栅增加了对电池片边缘微小电流的收集能力，从而使白膜反射增益的电流能被更多的收集到。 在多晶60片组件中只增益1.3-1.5瓦的白色预交联胶膜在半片PERC多主栅组件中竟然能增益1-1.3%！使用白色预交联胶膜不需要组件厂做任何设备投入，只需要简单的采购就可以了。就这么简单粗暴，只要采购就可以了，神一样的助攻！当半片PERC组件叠加多主栅技术和采用高反射率预交联白色EVA胶膜，组件功率竟然和叠瓦组件功率非常非常接近了。 由于高反射率预交联白色EVA胶膜主供应商海优威和福斯特并未做过多的市场宣传和各大组件厂有意封闭技术信息，导致高反射率预交联白色EVA胶膜成为半片组件PK叠瓦组件技术之争中默不吱声的神队友。没有过多的设备投入、没有海外专利风险，生产简单、没有运行中热斑的风险，叠瓦组件还有大规模流行的机会吗？还有刚刚推出的拼片技术呢？ 以下是某组件厂半片PERC多主栅组件使用高反射率预交联白色EVA胶膜和使用普通EVA透明胶膜作为下侧胶膜的组件的部分实测对比数据： 以上使用白色胶膜的组件功率增益已经接近叠瓦，或超过拼片组件。考虑到叠瓦的硅片、工艺成本等因素，采用半片+多主栅+预交联白色EVA胶膜的半片组件，与叠瓦、拼片等技术相比，优势将愈发明显。 【结语】 行业技术专家安全长博士曾撰写《☞☞双面、半片技术中的哲学思维》一文，指出：在唯物辩证法中，“一分为二”是指一切事物、现象和过程都可分为两个互相对立和互相统一的部分。光伏行业中，硅料颗粒经若干工序成为完整硅片和电池片，再变成半片电池进行组件封装，却也恰含 “合后再分，分后必合”之趣意，并与我国明末清初思想家方以智先生的“一分为二，合二而一”的哲学思想有异曲同工之感。文章从多个角度分析了半片技术给光伏带来的革命性飞跃。 叠瓦技术经历多年发展，在专利疑虑和成本限制下正处于技术选择的十字路口，而半片不经意间就已成为阿特斯为代表的众多组件厂的主打产品。 和多主栅、双面、PERC等技术一样，拼片、无缝焊接等都是半片电池技术的一种技术叠加，如果再有高反射率预交联白色EVA胶膜的神助攻，光伏行业提质降本再增效，半片光伏组件的未来形势将是一片大好。 |
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