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供应商观察:下一代高效光伏技术与平价周期下的产品策略

2019-06-11 17:28
来源: 帝科

随着行业高效技术以叠加的方式不断往纵深方向发展,电池、组件厂与配套的供应链企业(如设备、材料等)之间的合作愈加紧密,而导电浆料(正面、背面银浆,背面铝浆)作为提升晶硅太阳能电池转换效率与组件产品输出功率的关键材料之一,对这种变化感知最为明显。

2019 SNEC召开期间,PV-Tech与国产导电浆料的领先代表——帝科电子材料DKEM?就导电浆料与金属化解决方案做了深入的探讨,在一定程度上了解了这一领域的基本情况与相关趋势;同时也从侧面了解到,作为供应商是如何看待行业高效电池与组件技术的发展,以及如何预判下一代技术路线。

帝科董事长史卫利博士说:“当下,我们与行业领先客户一起在积极推动高性价比的多晶技术、不同背钝化工艺的PERC LDSE技术、n-TOPCon钝化接触技术等的大规模量产。未来,高效电池与组件技术不断涌现、百花齐放,多样化发展的趋势会更加明显。但从行业长期健康、有序发展的角度,哪些新技术最终会取得行业共识进入大量产,需要审慎的判断。”

主流组件厂达成共识,是MBB组件大规模应用的关键

帝科是太阳电池制造的核心材料供应商之一,主要为各大电池厂供应高效导电银浆和金属化解决方案,透过他们的产品策略,可从另一角度窥视行业高效技术更真实的发展现状。

从今年SNEC各大组件厂展出的产品看,半片+MBB结合的组件已经成为主流,几乎每家都有对应的产品展示。今年也被视为MBB多主栅技术风口真正来临的一年。然而,这种信号在两三年前就传导到了与高效电池相关的供应链,并在导电浆料环节引发了更高的定制化需求。

“MBB多主栅及其他主栅技术,准确来讲是一种高效组件技术,就电池端而言并不是新的技术。我们从三年前的DK91系列导电银浆起就可以完全支持MBB多主栅电池与组件的普遍需求。当然,我们同时也积极配合一线垂直整合大厂进行了相应的产品定制优化,以满足整合设计的MBB电池与组件在栅线高度、湿重控制以及焊接特性上的定制化需求。

作为一种高效组件技术,MBB过去几年主要工作集中在解决和改善组件端遇到的问题,包括配套设备升级、焊接良率、匹配的组件材料、长期可靠性、更具竞争力的叠加技术开发等,以及打通下游市场和应用。

最直接的例子,就是对于12BB和9BB,基本上在去年下半年各大主流组件厂才达成了共识。组件端进展和共识的取得,是2019年MBB多主栅组件产品大规模应用的关键,但它距离电池端做好充分准备已经过去了两三年的时间。”史卫利对PV-Tech说到。

由400W+组件引起的制造端连锁反应

2018年SNEC期间各大主流组件厂推出的300W+组件还历历在目,今年SNEC映入眼帘的都已经是跃入400W+的组件,有企业甚至展出了500W+的超高效组件。组件被行业发展的大潮快速推向了3.0、4.0甚至5.0时代。

组件企业的需求自下而上进行传导,硅片、电池端都受到了影响。在硅片领域,可以通过增加硅片的尺寸提升组件功率,这样一种终端导向的“边缘”创新正成为各大光伏企业的研究方向之一,由此引发了行业对158.75、161.7、166等尺寸选择的摇摆。

在电池端,企业对短期内能实现单、多晶电池更高效率的技术达到了前所未有的重视,如不断优化钝化工艺、扩散与LDSE工艺及金属化工艺的高效单晶PERC技术,以及对现有设备进行升级改造或者较小投资就有机会实现更高效率的TOPCon技术等。

作为高效电池最坚强有力的同盟,导电浆料供应商除了被邀请参与各类破世界记录的高效电池的研发,同时还需要配合进行下一代高效电池技术的研发。

史卫利表示,为了满足客户的需求,帝科推出了一系列全新的产品组合:“为挖掘多晶电池性价比,我们专门设计了DK93A导电银浆,在配合客户优化提升多晶电池效率的同时显著降低单片银浆用量;针对不同钝化工艺的单晶PERC LDSE电池,我们开发了DK93B高效导电银浆,着力控制金属化区域的复合水平。

我们通过创新金属化技术持续推动的双面氧化铝钝化PERC技术已经取得了大规模的量产实践;随着单晶PERC LDSE方阻的不断提升,DK93D和(或)DK81A等两次印刷和分步印刷方案将发挥更大的作用。

在钝化接触TOPCon层面,我们和欧洲著名研究机构ECN TNO合作取得了非常令人兴奋的J0,metal、Rcontact以及微观接触界面控制结果,相关内容发表在2019年欧洲金属化会议上。DK93T就是在这一合作基础上诞生的n-TOPCon专用导电银浆。”

据介绍,帝科持续推动的双面氧化铝PERC技术目前已经形成了10GW以上的量产规模,在TOPCon金属化上也取得了非常突出的进展,配合客户在60nm厚的掺杂Poly-Si层取得了23%以上的超高转化效率。

除此之外,帝科这两年还提出了“协同创新”,打通电池金属化和组件互联界限的理念,其持续推动的MBB多主栅组件和叠瓦组件的分步印刷金属化技术就是对这一想法的实践。据了解,目前这一做法在一线垂直整合厂商已经取得了大规模量产,实现了良好的成本与可靠性平衡。而今年SNEC上帝科正式推出的DECA100系列叠瓦组件高可靠性导电胶正是基于对导电银浆与导电胶协同化的互联机制与可靠性的系统性思考。

史卫利称:“我们提出的‘协同创新’至少包含三个方面,首先从单一电池或者组件维度讲,如果能有效建立起以客户为中心的设备、辅材、辅料的协同创新,高效电池与组件的开发与性能提升速度都会得到进一步提高。其次,从目前或者未来的高效组件技术角度来讲,电池技术(包括金属化技术)、电池性能优化方向必须和组件技术(包括互联技术等)、组件性能优化方向相互协同,才能更好地实现‘终端产品’导向的集成产品开发(IPD),才有助于光伏技术在终端交付层面的快速进步。

第三,协同创新进一步延伸本身也是一个组织管理的理念,很多光伏企业里电池和组件是两个独立的部门,部门墙很高很厚。但从未来光伏产业终端导向的趋势看,我们需要通过协同创新的理念去打破这种部门与组织的界限、互融互通,提升组织效率。”

平价周期的产品逻辑

随着平价时代的趋近,整个行业对制造成本的控制也达到了一个新的高度,更高性价比的技术和产品将更受市场的青睐。在太阳能电池成本占比中,导电浆料占非硅片成本之外的五成以上,成为无法忽视且关键的一环。

对于正银,银耗量依然是电池层面很关注的一个点,特别是在迈向平价上网的前夕,需要全产业链整体在成本结构上再做一些努力。

史卫利表示:“降本、降银耗量的工作我们一直在做,也是我们开发产品的指标之一,DK93系列本身就具有更低的银耗量优势。同时我们也在配合客户一起在细线印刷、网版配套上做一系列的优化工作。

值得指出的是,在降本过程中我们也需要建立理性、科学的认识,所有银耗量的优化节省必须建立在组件可靠性的基础上。不能因为短期的成本诉求牺牲组件可靠性。另外需要强调的一点,就是目前电池和组件新技术快速涌现、快速导入量产,对既有IEC可靠性标准形成了巨大的挑战。新的可靠性标准开发迫在眉睫。”

531新政以及今年发布的光伏政策共同为行业开启了光伏平价周期,“领跑者”逻辑和提法在逐步弱化,平价周期的产品逻辑与此前“领跑者”周期的产品逻辑相比也将发生较大变化。平价时代,终端将不再一味求新求变,性价比、质量、可靠性将成为具有更高权重的考量指标。

“对应到导电银浆产品来讲,除了要不断提升转换效率之外,印刷窗口、烧结窗口、接触窗口、焊接窗口等和产量、良率挂钩的工艺窗口指标的重要性愈发突出。从使用方式上来讲,分步印刷等具有更高的工艺兼容度、灵活性和性价比,又能更好匹配PERC LDSE与TOPCon电池特性的金属化方案将受到更大的关注。

作为光伏行业中上游的核心原材料供应商,我们在技术路线布局上必须适度超前又必须保持自己独立的判断,要足够聚焦。过去几年我们在引领导电银浆本土化浪潮的同时积极推动了金刚线切割、黑硅制绒、无网结、PERC等新技术与新工艺在行业内的快速切换。

未来,我们也将根据客户需求及市场变化趋势做好布局工作。随着标杆电池技术从多晶向单晶转移,让导电银浆的技术门槛、产品门槛和应用门槛都在提高,例如在单晶PERC LDSE电池上导电银浆的改善会带来区分度很大的性能差异,而金属化技术更被广泛认为是TOPCon、异质结等超高效太阳能电池技术发展的主要瓶颈。这使得导电银浆技术导向的产品属性愈发突出,而我们持续的研发投资、自主开发的各类导电银浆技术平台、更加丰富的光伏产品组合等,都让我们在这一轮市场竞争中占据先机。”史卫利说到。

肖蓓/PV-Tech

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