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光伏“大”時代 哪些新技術脫穎而出?

1.功率迭代加速,組件新技術全面應用

組件功率在2018年PERC電池進入全面普及前,72片組件的單片功率以每年5瓦左右提升的速度進步,組件新工藝雖然各家都有儲備,但在實際出貨中還是以單晶、扁焊帶、4-5主柵、156mm的硅片為主,硅片技術常規單晶和多晶并駕齊驅,單晶滲透率穩步提升。

PERC與單晶結合快速推動了單晶市占率的提升,在單晶PERC完成全面滲透后,短期內電池技術帶來的功率提升速度減緩,功率的提升進入物理提效階段,通過加大硅片尺寸和加大組件版型帶動單片組件功率提升。組件用1年時間從300W時代提升至400W時代,再用一年時間將進入500W時代。之前組件技術在技術迭代與降本中進展偏慢,但在大硅片和大功率組件的驅動下得到了更適合的應用場景,各家組件新產品對組件新技術均有全面應用。半片/三分片:半片/三分片組件技術在大尺寸硅片上具備更適合的應用場景,與158mm電池相比,180mm和210mm電池整片面積大幅提升,組件輸出電流主要由單片電池面積決定,不切分的情況下輸出電流將大幅提升,增加組件熱斑及變流器電流失配等潛在風險,從目前主流新產品看,采用210mm硅片的組件產品主要為三分片技術,采用180mm硅片的組件產品主要為半片技術,使大尺寸+大功率組件開路電壓與短路電流更為均衡,兼具實用性和安全性。半片/三分片技術具備更低的陰影遮擋損失,組件發電溫度低于常規整片組件2-3℃,硅片切分帶來組件內部電流減少降低內阻損失,帶來5W以上輸出功率的提升。

疊焊/高密度封裝:隨著材料成下降,組件封裝成本占比快速增加,在同等封裝面積中裝入更多的電池片是降本的重要來源。傳統組件的電池片之間需要保持2mm的距離,隨著焊帶技術和焊接工藝的突破,在新一代500W組件產品中主要采用了高密度封裝和疊焊兩種工藝。高密度封裝通過將電池片之間連接區域的焊帶壓扁,將片間距縮小至0.5mm,提升組件整體效率,同時對于組件的良率和耐受性控制較好,實際使用過程中電池片隱裂和破損風險較小。疊焊技術將電池片之間小部分重疊,可以將組件效率最優化,但對于組件生產工藝和強度控制要求較高,實際使用過程中可能的形變帶來的隱裂風險加大。從已發布的產品工藝看,晶科與晶澳的500W+產品使用疊焊工藝,天合則采用高密度焊接工藝。

多主柵+圓形焊帶:多主柵技術成熟度,但在156mm硅片的組件中應用率低,主要是提升效率的同時對于發電量的提升不顯著。但硅片尺寸變大后,如果依舊采取5BB的設計,電流傳輸距離會增加,210mm尺寸的硅片橫向收集路徑會提高30%以上。采用MBB技術降低電池內部電阻且電阻分布均勻,提高電流收集能力,減少CTM損失,電流傳輸距離縮短減少隱裂導致的功率損失。電學性能提升使組件功率相對5BB設計提升1%~1.5%。圓形焊帶提升組件光學利用率,降低電池遮擋面積將更多光線反射到組件表面。圓形焊帶的使用,使得入射光無論從哪個角度進入,都能在焊帶區域獲得約75%的利用率,而傳統5BB的平焊帶,對入射光的綜合利用率在5%以內,圓形焊帶的使用帶來組件光學利用率的提升,組件功率相比5BB設計提升1%~1.5%。1.2 材料降本趨緩,促進大功率組件發展

光伏硅產業鏈持續的技術進步和成本下降,帶動組件成本穩步下降。但在疫情影響需求的情況下,2020年下半年交付的組件價格已經下降至1.5元/W以下,較年初價格下降20%。從產業鏈價格看,上游環節的價格下降領先組件價格下降,組件交付價格仍在小幅下降中,但目前上游環節價格已經趨于穩定。上游環節在這波降價后繼續降價的空間有限,硅料成本最優企業的毛利率已降至30%以下,行業內能夠盈利的產能少于一半,硅片環節繼續降價空間預計低于10%,電池價格在4-5月全行業無盈利,目前價格已經企穩回暖。因此組件成本中靠硅產業鏈的絕對成本下降空間已經有限,目前電池成本在組件成本中占比僅為50%左右,后續組件降本更多需要依賴電池提效和單塊組件功率的提升。提效環節,PERC技術已經實現全面滲透,PERC技術本身提效速度趨緩,2020年內新的電池技術路線還不能大規模應用,因此產業鏈價格的快速下降加速了大尺寸高功率組件產品的推出。

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