碳中和光伏產(chǎn)業(yè)全面分析:產(chǎn)業(yè)鏈龍頭隆基股份、組件第二晶科能源
本篇講光伏中游組件,下篇講光伏下游系統(tǒng)電站
七、組件
41. 市場:全球 3000 億中國 2700 億
雖然一片光伏電池已經(jīng)具備發(fā)電能力,但其發(fā)電功率太低,無法直接使用,將電池片串聯(lián)獲得高電壓,并聯(lián)獲得高電流后,通過一個二極管(防止電流回輸)輸出,封裝在邊框上,安裝好正面玻璃、背面背板、充入氮氣、密封成組件使用,通常由60片(6×10)或72片(6×12)電池片組成,壽命25-30年
2021 年全球組件產(chǎn)量約 200 GW 3000億,中國 182GW 2700億(1.5元/W測算),同比增長 46%
42. 結(jié)構(gòu):邊框、玻璃、膠膜、電池片、背板、接線盒
光伏組件包括電池片、鋁邊框、膠膜、鋼化玻璃、背板、接線盒等,除電池片外的其他材料通常稱為輔材
玻璃采用超白壓延玻璃,具有高太陽能透過比、低吸收比、低反射比、高強(qiáng)度等,后道加工包括鍍膜和鋼化等,能夠提高玻璃的光透過率和增加強(qiáng)度膠膜(普通 EVA/ 白色 EVA/POE )是一種乙烯—醋酸乙烯酯共聚物經(jīng)過加工后而成的化學(xué)品,與玻璃和背板相互黏合,對電池片進(jìn)行保護(hù)
背板在戶外環(huán)境下用于保護(hù)太陽能電池組件抵抗光濕熱等環(huán)境影響因素對封裝膠膜、電池片等的侵蝕,起到耐候絕緣保護(hù)作用
鋁邊框與有機(jī)硅膠結(jié)合,將電池片、玻璃、背板等原輔料封裝保護(hù)起來,使得組件得到有效保護(hù)
接線盒將太陽能電池模塊產(chǎn)生的電能經(jīng)電纜導(dǎo)出
其他:焊帶用于光伏組件電池片之間的連接,硅膠組件邊框和背板接線盒的粘接密封,包材組件外包裝材料
43. 工藝:焊接、層壓、封裝、測試
組件八大工藝流程:焊接、層疊、層壓、EL 測試、裝框、裝接線盒、清洗、IV 測試
焊接:自動串焊機(jī)將太陽能電池片的正面電極與前后側(cè)電池片背面電極通過互聯(lián)條焊接在一起,排版機(jī)、匯流條自動焊接機(jī)將已經(jīng)焊接成串的電池片利用匯流條進(jìn)行拼接,標(biāo)準(zhǔn)電池片數(shù)量為 60 片或 72 片,對應(yīng)以 10 或 12 條銅線作為匯流條將其連接起來,6 組互聯(lián)為一個光伏組件
層疊:將背板(TPT)、EVA 膠、電池組、鋼化玻璃按照順序進(jìn)行層疊
層壓:將鋪設(shè)好的光伏組件放入層壓機(jī)內(nèi),通過抽真空將組件內(nèi)的空氣抽出,然后加熱使 EVA 融化并加壓使融化的 EVA 流動充滿玻璃、電池片和 TPT背板膜之間的間隙,同時通過擠壓排出中間的氣泡,將電池玻璃和背板緊密黏合在一起,最后降溫固化,EVA 融化后受壓力向外延伸會形成毛邊,自動削邊機(jī)進(jìn)行切邊
EL 電致發(fā)光測試:Electroluminescent 檢測太陽能電池組件的內(nèi)部缺陷、隱裂、碎片、虛焊、斷柵以及不同轉(zhuǎn)換效率單片電池異,F(xiàn)象 裝框:全自動裝框機(jī)給電池組件裝鋁框,增加組件的強(qiáng)度,進(jìn)一步的密封電池組件,延長電池的使用壽命,邊框和電池組件的縫隙用硅膠填充,各邊框間用角鍵連接
裝接線盒:接線盒通過硅膠與組件的背板粘在一起,組件內(nèi)的引出線從背板穿出與接線盒內(nèi)的內(nèi)部線路連接在一起,使內(nèi)部線路與外部線纜連接在一起,使組件與外部線纜導(dǎo)通,設(shè)備包括接線盒打膠機(jī)和接線盒焊接機(jī)等
清洗:清洗設(shè)備去除表面臟污,使組件美觀,增加光的透過率,增加組件功率
IV 測試:IV測試設(shè)備對電池組件的輸出功率進(jìn)行檢驗,測試其輸出特性,確定組件的質(zhì)量等級
44. 技術(shù)路線:雙面雙玻、多主柵MBB、半片疊片
提升組件輸出功率或增加其全生命周期中單瓦發(fā)電量技術(shù)包括雙面雙玻、多主柵(MBB)、半片疊瓦等
雙面雙玻:雙面組件將背板替換為光伏玻璃,當(dāng)太陽光照到雙面組件時,會有部分光線被周圍的環(huán)境反射到雙面組件的背面,這部分光可以被電池吸收,從而對電池的光電流和效率產(chǎn)生一定的貢獻(xiàn),2020 年雙面組件比例達(dá)到30%
多主柵MBB(Multi-Busbar):柵線越細(xì),金屬電極遮擋電池越少,受光面積越大,但柵線越細(xì)電阻越大需要多主柵降低組件串聯(lián)電阻,技術(shù)路線為3BB→4BB→5BB→反光焊帶→MBB,功率提升 5~10W,工藝包括焊接法Schmid 、低溫合金法MeryerBurger SmartWire 、導(dǎo)電膠法Hitachi CF
半片:使用激光切割法沿著垂直于電池主柵線的方向?qū)?biāo)準(zhǔn)規(guī)格的電池片切成尺寸相同的兩個半片電池片,電流減半,電壓不變,可降低組件功率損失CTM(Cell-to-Module Loss),提升 5-10 瓦(2%-4%)甚至更高,2020 年半片封裝市占率達(dá)到71%,
疊片/疊瓦:將傳統(tǒng)電池片切為 1/5 大小后,使用導(dǎo)電膠疊加黏貼在一起,通過交疊電池小片實現(xiàn)無電池片間距,在同樣面積下可以放置更多的電池片(60 型常規(guī)組件可封裝 66 片),提升功率 20W
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