鱼和熊掌不可兼得?多主栅技术表示不服
责任编辑:liliuyan 作者:饶丽霞 2017/12/11 10:07:29 浏览:4019 干货

为推动光伏发电平价上网,降本增效是王道。在组件端,很多高效技术在提升光电转换效率的同时,往往也提高了生产成本。而多主栅技术却能大幅降低电池片生产过程中的银浆耗量,同时大幅提高组件的转换效率,既能降本也能提效,一举两得。


在2017 PVCEC大会上,天合光能组件产品开发总监徐建美表示,从组件效率、成本、系统可靠性、度电成本、应用、产能配置以及设备投入等多个维度分析,多主栅技术将是未来主要发展趋势。


什么是栅线?


晶硅太阳能电池正面电极是采用丝网印刷技术印刷银细栅线和主栅线形成的,栅线是电池片的重要组成部分,它负责把电池体内的光生电流引到电池外部,一般具体指电池片表面上的粗电极(主栅线电极)条数。多主栅(Multi-Busbar,MBB)通常指主栅线在10条及以上。


主栅数量的发展史


栅线会遮挡部分太阳光进入电池,为提高电池转换效率则希望栅线越细越好;然而栅线越细则电阻损失越大,填充因子也因此降低,所以栅线的设计需要平衡遮光和导电的关系。


20世纪处,日本京瓷发现增加主栅的数量,不仅可以减少电流在细栅中经过的距离,还可以减少每条主栅承载的电流,电阻损耗更小,而转换效率更高,并为自己的3主栅设计申请了专利。


2009年,遵循京瓷同样的思路,日本三菱推出四主栅电池。


2013年,国内光伏企业力诺光伏、中利腾晖、尚德、阿特斯、海润光伏先后推出了四主栅电池;中电电气则直接推出了五主栅产品。


2017年,正信光伏、协鑫、晶科、天合、中盛等企业纷纷推出12主栅产品。


多主栅的技术优势


多主栅技术减少了电池片表面遮挡,增加了受光面积,并且缩短了电流在细栅上传导距离,可有效降低组件的串联电阻,减少电阻损失。徐建美介绍到,根据大量数据和研究显示,多主栅技术在电池端转换效率可提升大约0.2%,节省正银耗量25-35%;组件端功率可提升10W左右;度电成本可降低约1%。


此外,多主栅技术对隐裂、断栅的容忍度更高,长期可靠性更优,保证更高发电量。多主栅技术适应性广,可兼容全部主流电池技术,而且多主栅产品外观更完美,可媲美IBC组件。


多主栅的技术难点


多主栅电池片间的互联条很多,目前主要的互联技术有低温合金层压法和焊接法。其中低温合金层压法印刷的是无主栅电池,在层压过程中,通过在聚合物层复合18根或以上涂敷着低温合金的圆形铜线将电池片互联;而焊接法适用于10-15主栅的电池片,使用涂锡焊带在热焊接条件下进行互联,与传统电池互联技术很接近。


徐建美提到,多主栅的技术难点主要包括电池片分选、组件串焊、组件叠层三个方面,尤其是串焊过程中焊接对准和焊接牢度挑战较大。


谈及目前多主栅产品尚未形成大规模量产的原因,协鑫研发中心电池技术总监盛健认为,主要是由于多主栅技术对组件焊接设备要求较高,导致产能受限。


目前大部分组件制造商都在联合设备厂商对焊接设备进行研发和改造,如天合光能与无锡先导合作研发的MBB多栅串焊机,突破了MBB多栅焊带校直及对准精度、焊接温度均匀性及稳定性等各项技术难点,并创造性的将串焊和汇流一体化,实现国内多栅串焊机最高量产产能2000片/小时,能够适应焊接15栅以下的多栅电池片,并且拥有天合10余项工艺专利和先导10余项设备专利技术支撑。徐建美表示,从2018年起设备配套能力将逐渐成熟,预计到2020年多主栅的市场占比将由目前的约3%提升到50%以上。


多主栅技术可以大幅降低电池片的正银耗量,同时大幅提高组件的输出功率,是未来技术发展的必然趋势之一。从最初的2主栅,3主栅到现在的5主栅和12主栅,每一个进步都代表着光伏技术的革新。随着技术和设备的不断进步,相信未来多主栅产品大规模量产只是时间问题。

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