隨著行業高效技術以疊加的方式不斷往縱深方向發展,電池、組件廠與配套的供應鏈企業(如設備、材料等)之間的合作愈加緊密,而導電漿料(正面、背面銀漿,背面鋁漿)作為提升晶硅太陽能電池轉換效率與組件產品輸出功率的關鍵材料之一,對這種變化感知最為明顯。
2019 SNEC召開期間,PV-Tech與國產導電漿料的領先代表——帝科電子材料DKEM就導電漿料與金屬化解決方案做了深入的探討,在一定程度上了解了這一領域的基本情況與相關趨勢;同時也從側面了解到,作為供應商是如何看待行業高效電池與組件技術的發展,以及如何預判下一代技術路線。
帝科董事長史衛利博士說:“當下,我們與行業領先客戶一起在積極推動高性價比的多晶技術、不同背鈍化工藝的PERC LDSE技術、n-TOPCon鈍化接觸技術等的大規模量產。未來,高效電池與組件技術不斷涌現、百花齊放,多樣化發展的趨勢會更加明顯。但從行業長期健康、有序發展的角度,哪些新技術最終會取得行業共識進入大量產,需要審慎的判斷。”
主流組件廠達成共識,是MBB組件大規模應用的關鍵
帝科是太陽電池制造的核心材料供應商之一,主要為各大電池廠供應高效導電銀漿和金屬化解決方案,透過他們的產品策略,可從另一角度窺視行業高效技術更真實的發展現狀。
從今年SNEC各大組件廠展出的產品看,半片+MBB結合的組件已經成為主流,幾乎每家都有對應的產品展示。今年也被視為MBB多主柵技術風口真正來臨的一年。然而,這種信號在兩三年前就傳導到了與高效電池相關的供應鏈,并在導電漿料環節引發了更高的定制化需求。
“MBB多主柵及其他主柵技術,準確來講是一種高效組件技術,就電池端而言并不是新的技術。我們從三年前的DK91系列導電銀漿起就可以完全支持MBB多主柵電池與組件的普遍需求。當然,我們同時也積極配合一線垂直整合大廠進行了相應的產品定制優化,以滿足整合設計的MBB電池與組件在柵線高度、濕重控制以及焊接特性上的定制化需求。
作為一種高效組件技術,MBB過去幾年主要工作集中在解決和改善組件端遇到的問題,包括配套設備升級、焊接良率、匹配的組件材料、長期可靠性、更具競爭力的疊加技術開發等,以及打通下游市場和應用。
最直接的例子,就是對于12BB和9BB,基本上在去年下半年各大主流組件廠才達成了共識。組件端進展和共識的取得,是2019年MBB多主柵組件產品大規模應用的關鍵,但它距離電池端做好充分準備已經過去了兩三年的時間。”史衛利對PV-Tech說到。
由400W+組件引起的制造端連鎖反應
2018年SNEC期間各大主流組件廠推出的300W+組件還歷歷在目,今年SNEC映入眼簾的都已經是躍入400W+的組件,有企業甚至展出了500W+的超高效組件。組件被行業發展的大潮快速推向了3.0、4.0甚至5.0時代。
組件企業的需求自下而上進行傳導,硅片、電池端都受到了影響。在硅片領域,可以通過增加硅片的尺寸提升組件功率,這樣一種終端導向的“邊緣”創新正成為各大光伏企業的研究方向之一,由此引發了行業對158.75、161.7、166等尺寸選擇的搖擺。
在電池端,企業對短期內能實現單、多晶電池更高效率的技術達到了前所未有的重視,如不斷優化鈍化工藝、擴散與LDSE工藝及金屬化工藝的高效單晶PERC技術,以及對現有設備進行升級改造或者較小投資就有機會實現更高效率的TOPCon技術等。
作為高效電池最堅強有力的同盟,導電漿料供應商除了被邀請參與各類破世界記錄的高效電池的研發,同時還需要配合進行下一代高效電池技術的研發。
史衛利表示,為了滿足客戶的需求,帝科推出了一系列全新的產品組合:“為挖掘多晶電池性價比,我們專門設計了DK93A導電銀漿,在配合客戶優化提升多晶電池效率的同時顯著降低單片銀漿用量;針對不同鈍化工藝的單晶PERC LDSE電池,我們開發了DK93B高效導電銀漿,著力控制金屬化區域的復合水平。
我們通過創新金屬化技術持續推動的雙面氧化鋁鈍化PERC技術已經取得了大規模的量產實踐;隨著單晶PERC LDSE方阻的不斷提升,DK93D和(或)DK81A等兩次印刷和分步印刷方案將發揮更大的作用。
在鈍化接觸TOPCon層面,我們和歐洲著名研究機構ECN TNO合作取得了非常令人興奮的J0,metal、Rcontact以及微觀接觸界面控制結果,相關內容發表在2019年歐洲金屬化會議上。DK93T就是在這一合作基礎上誕生的n-TOPCon專用導電銀漿。”
據介紹,帝科持續推動的雙面氧化鋁PERC技術目前已經形成了10GW以上的量產規模,在TOPCon金屬化上也取得了非常突出的進展,配合客戶在60nm厚的摻雜Poly-Si層取得了23%以上的超高轉化效率。
除此之外,帝科這兩年還提出了“協同創新”,打通電池金屬化和組件互聯界限的理念,其持續推動的MBB多主柵組件和疊瓦組件的分步印刷金屬化技術就是對這一想法的實踐。據了解,目前這一做法在一線垂直整合廠商已經取得了大規模量產,實現了良好的成本與可靠性平衡。而今年SNEC上帝科正式推出的DECA100系列疊瓦組件高可靠性導電膠正是基于對導電銀漿與導電膠協同化的互聯機制與可靠性的系統性思考。
史衛利稱:“我們提出的‘協同創新’至少包含三個方面,首先從單一電池或者組件維度講,如果能有效建立起以客戶為中心的設備、輔材、輔料的協同創新,高效電池與組件的開發與性能提升速度都會得到進一步提高。其次,從目前或者未來的高效組件技術角度來講,電池技術(包括金屬化技術)、電池性能優化方向必須和組件技術(包括互聯技術等)、組件性能優化方向相互協同,才能更好地實現‘終端產品’導向的集成產品開發(IPD),才有助于光伏技術在終端交付層面的快速進步。
第三,協同創新進一步延伸本身也是一個組織管理的理念,很多光伏企業里電池和組件是兩個獨立的部門,部門墻很高很厚。但從未來光伏產業終端導向的趨勢看,我們需要通過協同創新的理念去打破這種部門與組織的界限、互融互通,提升組織效率。”
平價周期的產品邏輯
隨著平價時代的趨近,整個行業對制造成本的控制也達到了一個新的高度,更高性價比的技術和產品將更受市場的青睞。在太陽能電池成本占比中,導電漿料占非硅片成本之外的五成以上,成為無法忽視且關鍵的一環。
對于正銀,銀耗量依然是電池層面很關注的一個點,特別是在邁向平價上網的前夕,需要全產業鏈整體在成本結構上再做一些努力。
史衛利表示:“降本、降銀耗量的工作我們一直在做,也是我們開發產品的指標之一,DK93系列本身就具有更低的銀耗量優勢。同時我們也在配合客戶一起在細線印刷、網版配套上做一系列的優化工作。
值得指出的是,在降本過程中我們也需要建立理性、科學的認識,所有銀耗量的優化節省必須建立在組件可靠性的基礎上。不能因為短期的成本訴求犧牲組件可靠性。另外需要強調的一點,就是目前電池和組件新技術快速涌現、快速導入量產,對既有IEC可靠性標準形成了巨大的挑戰。新的可靠性標準開發迫在眉睫。”
531新政以及今年發布的光伏政策共同為行業開啟了光伏平價周期,“領跑者”邏輯和提法在逐步弱化,平價周期的產品邏輯與此前“領跑者”周期的產品邏輯相比也將發生較大變化。平價時代,終端將不再一味求新求變,性價比、質量、可靠性將成為具有更高權重的考量指標。
“對應到導電銀漿產品來講,除了要不斷提升轉換效率之外,印刷窗口、燒結窗口、接觸窗口、焊接窗口等和產量、良率掛鉤的工藝窗口指標的重要性愈發突出。從使用方式上來講,分步印刷等具有更高的工藝兼容度、靈活性和性價比,又能更好匹配PERC LDSE與TOPCon電池特性的金屬化方案將受到更大的關注。
作為光伏行業中上游的核心原材料供應商,我們在技術路線布局上必須適度超前又必須保持自己獨立的判斷,要足夠聚焦。過去幾年我們在引領導電銀漿本土化浪潮的同時積極推動了金剛線切割、黑硅制絨、無網結、PERC等新技術與新工藝在行業內的快速切換。
未來,我們也將根據客戶需求及市場變化趨勢做好布局工作。隨著標桿電池技術從多晶向單晶轉移,讓導電銀漿的技術門檻、產品門檻和應用門檻都在提高,例如在單晶PERC LDSE電池上導電銀漿的改善會帶來區分度很大的性能差異,而金屬化技術更被廣泛認為是TOPCon、異質結等超高效太陽能電池技術發展的主要瓶頸。這使得導電銀漿技術導向的產品屬性愈發突出,而我們持續的研發投資、自主開發的各類導電銀漿技術平臺、更加豐富的光伏產品組合等,都讓我們在這一輪市場競爭中占據先機。”史衛利說到。
責任編輯: 江曉蓓