什么是光伏組件?
光伏組件(也叫太陽(yáng)能電池板),是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部分之一。由于單體太陽(yáng)能電池本身易破碎,易被腐蝕,若直接暴露在大氣環(huán)境中,光電轉(zhuǎn)化效率會(huì)由于潮濕、灰塵、酸雨等影響而下降,以致?lián)p壞失效。
為確保光伏電池達(dá)到相應(yīng)輸出功率、延長(zhǎng)光伏電池使用壽命,一般會(huì)使用光伏玻璃、EVA膠膜、背板、邊框、接線盒、互聯(lián)條、匯流條等部件將光伏電池片制備成光伏組件。
光伏玻璃主要起到保護(hù)電池片不被腐蝕,增加電池片使用壽命
EVA膠膜的作用是粘結(jié)電池與光伏玻璃、電池與背膜
背板起到絕緣、防潮、抗紫外線、不透氣,耐老化,耐腐蝕的作用
邊框負(fù)責(zé)保護(hù)組件、便于連接和安裝
接線盒的作用是引出匯流條
經(jīng)過(guò)制備組裝后,光伏組件的壽命可以達(dá)到25年以上。
什么是P型組件?
組件的主要成分是單晶硅,其導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,屬于半導(dǎo)體。完全不含雜質(zhì)且無(wú)晶體格缺陷的純凈半導(dǎo)體成為本征半導(dǎo)體。單晶硅屬于4價(jià)原子,其化學(xué)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。為了增加其導(dǎo)電性能,往往在單晶硅中摻入五價(jià)的施主原子或三價(jià)的受主原子。因此而形成P型組件和N型組件。
P型組件是在單晶硅組件中,摻入少量化合價(jià)為3的元素,如鋁(Al)、硼(B)等。這些3價(jià)元素的原子代替硅晶格中的某些硅原子時(shí),它會(huì)提供一個(gè)額外的空穴,使得組件中空穴密度遠(yuǎn)大于電子密度??昭ǖ脑黾?,降低電阻率,從而增加組件的導(dǎo)電性能。
圖片來(lái)源:一道新能
P型組件主要以PERC電池技術(shù)為主。P型組件的制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,成本相對(duì)較低,是目前市場(chǎng)上的主流型號(hào),但光電轉(zhuǎn)換效率不如N型組件。
圖片來(lái)源:天合光能
P型組件工藝流程
過(guò)程:劃片、串焊、排版、疊焊、貼膠帶、前EL測(cè)試、層壓、切邊、外檢、組框、接線盒焊接并注膠、固化、絕緣耐壓測(cè)試、I-V測(cè)試、EL終檢、外觀檢查、打包
重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié):
串焊:
串焊方式:紅外焊接;
焊接作用:焊接電池正負(fù)極,將電池片串聯(lián)起來(lái);
焊接溫度:240℃±30℃
匯流焊(疊焊機(jī))工作原理:
疊焊機(jī)焊接原理是在高頻電磁場(chǎng)的作用下引起介電損耗而加熱,它主要是先利用渦流的原理,然后是電磁感應(yīng),最終是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流焊上。
疊焊工序材料:
疊焊機(jī)工序涉及材料為匯流條,主要規(guī)格為4*0.3mm、4*0.4mm,4*0.25、6*0.25mm
EL測(cè)試:
太陽(yáng)能電池組件缺陷檢測(cè)(EL)全自動(dòng)測(cè)試儀利用晶體硅的電致發(fā)光原理,利用高分辨率的CCD相機(jī)拍攝組件的近紅外圖像,獲取并判定組件的缺陷。
層壓:
組件層壓:組板好的半成品組件通過(guò)流水線傳至層壓機(jī)內(nèi),通過(guò)抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出,然后加熱使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起;進(jìn)行層壓使組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密,最后冷卻取出組件。層壓工藝是組件生產(chǎn)的關(guān)鍵一步。
組框:
邊框介紹:邊框主要是鋁合金成分或其他高強(qiáng)度高分子材料。
鋁邊框的作用:①提高組件支撐強(qiáng)度;②保護(hù)組件玻璃邊角,防止?jié)駳饨耄虎郾阌诮M件固定安裝;
組框類(lèi)似與給玻璃裝一個(gè)鏡框;給玻璃組件裝鋁框,增加組件的支撐強(qiáng)度, 進(jìn)一步的密封電池組件,防止?jié)駳馑诌M(jìn)入,延長(zhǎng)電池的使用壽命,便于安裝。邊框和玻璃組件的縫隙用硅酮樹(shù)脂填充。各邊框間用角鍵連接;
測(cè)試:
耐壓測(cè)試:
測(cè)試目的:給組件施加4800V高電壓,保持一定時(shí)間,測(cè)試組件漏電流的大小,測(cè)量要求漏電流小于50μA。
測(cè)試條件:電壓4800V、升壓時(shí)間6-10S、測(cè)試時(shí)間1S
絕緣電阻測(cè)試:
測(cè)試目的:給組件施加1500V電壓,測(cè)量組件中的載流部分與組件邊框或外部之間的絕緣是否良好,測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻大于27MΩ
測(cè)試條件:電壓1500V,升壓時(shí)間3S、測(cè)試時(shí)間1S
接地連續(xù)性測(cè)試:
測(cè)試目的:給組件施加銘牌標(biāo)定的2.5倍電流,測(cè)試組件接地點(diǎn)與邊框間的導(dǎo)通狀態(tài),測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)電阻小于100mΩ
測(cè)試條件:銘牌標(biāo)定的2.5倍電流、測(cè)試時(shí)間1S、電阻上限100mΩ
P型組件技術(shù)路線
2023年,多晶產(chǎn)品提升需求不大,功率基本維持去年水平,常規(guī)多晶黑硅組件功率約為355W,PERC多晶黑硅組件功率約為425W,PERC鑄錠單晶組件約為450W。采用 166mm尺寸72片PERC單晶電池的組件功率達(dá)到460W;采用182mm尺寸72片PERC單晶電池的組件功率達(dá)到555W;采用210mm尺寸66片的PERC單晶電池的組件功率達(dá)到665W。
圖片來(lái)源:中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)
P型光伏組件即采用P型太陽(yáng)能電池片組裝的光伏組件。中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2023年,p型PERC多晶黑硅電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到21.4%,較2022年提高0.3個(gè)百分點(diǎn);p型PERC鑄錠單晶電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到22.7%,較2022年提高0.2個(gè)百分點(diǎn)。2023年,p型單晶電池均采用PERC技術(shù),平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到23.4%,較2022年提高0.2個(gè)百分點(diǎn)。
2023-2030 年不同電池技術(shù)路線市場(chǎng)占比變化趨勢(shì)
來(lái)源:中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)
1、bsf技術(shù)即鋁背場(chǎng)電池,鋁背場(chǎng)鈍化技術(shù),轉(zhuǎn)化效率低于20%,2015年時(shí)候?yàn)楣夥袠I(yè)主流電池技術(shù)占據(jù)90%市場(chǎng),由于轉(zhuǎn)換率低,現(xiàn)在基本淘汰。
2、PERC技術(shù)即發(fā)射極鈍化和背面接觸技術(shù)。轉(zhuǎn)化效率23% 左右,現(xiàn)在主流技術(shù),市場(chǎng)占有率最高,基本大多數(shù)P型光伏組件都是采用PERC技術(shù),實(shí)際轉(zhuǎn)換率21%以上。2020年P(guān)ERC電池在全球市場(chǎng)中的占比已經(jīng)超過(guò)85%,且目前以雙面PERC為主。
P型組件中標(biāo)份額及價(jià)格走勢(shì)
2023年P(guān)型組件保住招投標(biāo)市場(chǎng)上的主流位置。全年有167.04GW光伏組件招標(biāo)項(xiàng)目定標(biāo),109家企業(yè)中標(biāo)。
2023年組件招投標(biāo)市場(chǎng),一個(gè)重要主題即降價(jià)。P型光伏組件的中標(biāo)價(jià)格從年初的1.8元/W左右,一路下探,跌至年尾的1元/W附近。最低價(jià)甚至跌至0.89元/W。
N型與P型組件大幅下跌的同時(shí),兩者之間的價(jià)差也在逐漸靠近,直至2023年年末價(jià)格趨同,甚至有些N型組件的定標(biāo)價(jià)格低于P型組件。
2024年一季度,光伏組件中標(biāo)單價(jià)整體呈下行趨勢(shì)。1-3月,已明確組件類(lèi)型中,N型約52.74GW,占比53%;P型約21.32GW,占比21%;P/N型(P型N型均采購(gòu),但未明確具體規(guī)模)約20.01GW,占比20%;未明確類(lèi)型約5.78GW,占比6%。
P型組件未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
據(jù)光伏頭條(微信號(hào):PV-2005)調(diào)研,2024年SNEC上,有超過(guò)53家推出了TOPCon產(chǎn)品,7家推出BC電池產(chǎn)品,P型已難覓蹤跡。由此可見(jiàn),短短一年時(shí)間,P型組件生存空間已被不斷壓縮,N型成為當(dāng)之無(wú)愧的主角,其發(fā)展速度令人咂舌。
據(jù)Infolink預(yù)測(cè),2024年N型TOPCon電池技術(shù)的市占率將達(dá)到65%,成為市場(chǎng)主流;P型電池技術(shù)的市占率將下降至23%;HJT和BC電池技術(shù)合計(jì)市占率10%左右。
2023年5月,正泰新能就對(duì)海寧三期5GW PERC電池片項(xiàng)目改造升級(jí)為T(mén)OPCon項(xiàng)目并全面投產(chǎn)。
正泰新能海寧總部三期PERC技改TOPCon 5GW項(xiàng)目量產(chǎn)儀式
圖片來(lái)源:正泰新能
2024年3月11日,作為通威太陽(yáng)能首個(gè)完成TOPcon技改出片的項(xiàng)目,金堂基地二期TOPcon項(xiàng)目首片電池片順利下線。
3月11日,通威太陽(yáng)能金堂基地二期TOPCon項(xiàng)目首片電池片順利下線。
圖片來(lái)源:通威股份
2024年3月12日,愛(ài)旭股份發(fā)布公告,全資子公司將投資27.15億元將義烏基地現(xiàn)有25GW PERC電池產(chǎn)能升級(jí)改造為T(mén)OPCon電池產(chǎn)能,改造項(xiàng)目計(jì)劃于2024年4月啟動(dòng),預(yù)計(jì)2024年下半年陸續(xù)投產(chǎn)。
圖片來(lái)源:愛(ài)旭股份
2024年3月25日,易成新能發(fā)布公告,擬投資3.49億元對(duì)平煤隆基3條PERC產(chǎn)線實(shí)施TOPCon項(xiàng)目技改,平煤隆基共有20條 PERC產(chǎn)線。
圖片來(lái)源:易成新能
內(nèi)容資料參考來(lái)源:能課堂、中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)CPIA、
愛(ài)旭股份、通威股份、正泰新能、易成新能、
廣州恒萊達(dá)光電有限公司、光伏小張同學(xué)等