张凤鸣:MWT背接触技术及其前景
发布时间:2015-04-09    编辑:zhangxiaomin   
本文摘要:我们现在面临着一个现实的问题,刚才谈到了过去那么多技术的进展,转换效率的提升,可以从两个方面来看。第一,在这些技术里面,特别是电池技术里面。



南京日托光伏科技有限公司董事长

 
  各位专家、各位同行、各位嘉宾大家上午好,我来自于南京日托光伏公司,在这里想跟大家汇报的是我们在MWT背接触技术产业化方面所做的工作。主要分为几个方面,首先是背接触技术介绍,二是产业化和成本优势,三是MWT背接触组件的发电优势,四是MWT背接触下一步的发展趋势。
 
  经过这么多年的发展,晶硅光伏行业技术取得了很好的进展,多晶硅和单晶硅电池的转换效率最初分别在13%多一些和15%左右,后来由于采用了其他的工艺,我们的效率分别提高到今天的常规单晶的19.3%-19.4及多晶的18%左右。尽管技术有这么大的进展,在这些进展里我们仔细分析,真正来自于光伏技术本身的推动的贡献不是主要的,更大的层面上还是其他方面,我们的材料,我们的硅片质量,我们的辅助材料,这些对电池效率的提升贡献是非常大的。也就是说电池还是那样的结构,只是在上面小小的优化,逐步逐步的改善,没有大的结构上的具有颠覆意义的改变,这是一个现状。
 
  刚才是技术的层面,从成本的层面,光伏应用成本也大大的降低了,十几年以前电池可以卖到20多块钱一瓦,组件也是30多块钱到40块钱一瓦,但是到了今天,我们的应用成本是大大的降低。当然贡献一部分来自于技术提升降低了成本,另一方面很多情况下还是来自于我们的材料成本降低了很多,各方面的材料成本大大下降,这也是为什么我们的光伏应用能够在今天这么大规模的来推广的原因。
 
  我们现在面临着一个现实的问题,刚才谈到了过去那么多技术的进展,转换效率的提升,可以从两个方面来看。第一,在这些技术里面,特别是电池技术里面,分为两大类,一类是大家都能生产的,同质化,各个厂家都能应用的电池技术,还有一类是正在产业化,不是每家都能用的。这两大类各有特点,第一类是各家都能用,这就导致我们现在的产能严重的过剩。另外是第二类,即现在出来的新的技术,包括前面几位专家也提到的新的技术,这些技术在推广的时候遇到了几个方面的原因,限制了它们快速的进入我们的终端应用。第一是技术推广的时候成熟度还需要做很多的工作,第二是增加效率提高性能的过程当中成本自然而然的增加,第三是这些技术对我们现有的生产线的利用要做很大的改动,还要增加很大的投入。这三方面限制了目前光伏组件中间产品还在依赖于常规的多晶组件或者单晶组件,新技术的应用在慢慢的推开,但是推广的速度不可能很快的取代现有的常规的多晶和单晶组件。
 
  这是从技术的角度来讲,从成本的角度来讲,我们知道成本还在往下降,实际上经过过去几年的发展,成本应该说在各个环节已经压的非常低了。不管是做哪方面的,辅助材料、玻璃、边框、接线等等,他们的利润也是压的非常低了,那么性能上怎么提高、成本又能降低,这是目前光伏行业所需要有的高性价比的差异化的技术,是大家在追寻的。背接触技术实际上是满足这个要求的,是目前行业里非常好的一个选择。
 
  我先介绍一下背接触。MWT背接触技术把电池的结构做了很大的改变,左边的图是常规电池的结构,正极和负极分别位于电池的背面和正面,右边的图表现的是MWT电池的结构,正面激光打孔引到背面,背面相应的区域与背电场是隔离的。背面是正极点和负极点分布在电池的背面,跟常规的结构完全不一样。背接触电池有什么特点?第一,它没有主栅线,其对光的遮挡是会导致光的损失的,我们采用背接触技术在转换效率上可以提升。第二,常规的用互联条焊接的组件,电池薄的时候,焊接应力很大,导致片子越薄越容易碎,这就是常规的组件电池片厚度不能大规模下降的原因,我们采用背接触技术,130微米厚度的组件非常漂亮。第三,兼容性好。刚才唐总提到的双玻,我们照样可以用双玻,这个技术跟其他技术的进步是完全可以兼容叠加的,不排斥,这是它的最大优势,永远是水涨船高。我们设计的产品外观跟常规组件的外观大不一样,常规组件永远是互联条在上面,我们的外观比较好看。我们还可以按照不同客户的要求,正面的图案有梅花状的、树叶状的,有的客户希望做有宗教图案的,我们都可以做,从个性化方面来说我们有比较大的优势。
 
  背接触电池结构上不用互联条连接,在封装上就需要不同的方式了。左边是常规组件的连接方式,有一个特点,即采用互联条。互联条是会导致焊接应力的,今天光伏行业正在寻找更多的证据,对发电量的降低和衰减的影响,虽然得到了大家的认同,但是到底减少多少还需要验证。还有组件的封装损失大,我们用互联条连起来对电池造成的封装损失是很大的,封装密度也低。我们现在要降低组件的成本,要充分的利用封装的材料,封装的电池片面积越多越好,这样成本才能降下来。互联条连接时,电池之间的间距不能太近,否则容易碎。采用右边的方式,背接触组件的封装方式,它不是用互联的,背面有导电背板,没有互联条,同时也没有焊接,焊接点也不存在了。很大的优势是封装损失小,不仅没有封装损失,长波长光线穿过电池片以后,会被导电背板反射回电池片,会增加组件对光的利用,组件有效受光面积大大增加,外观也更加美观。
 
  这里左边图片是多晶背接触组件,右边是单晶背接触组件,从外观上来说,比较美观。
 
  讲一下MWT电池和常规电池的工艺。我们当初做这个技术的出发点就是解决光伏行业产能严重过剩的情况下,我们要把过去的生产线都抛掉不用这是非常不可行的,怎么用现有的产能做提升,形成高性价比的组件。我们只增加了两道工序,第一是激光打孔。这样对设备的利用是非常好的,背接触电池的技术对光伏有什么意义。第一个方面,我们可以很容易把目前很多常规电池线做一个小小的升级,升级为MWT电池生产线。常规的组件的任何进一步完善做的都是非常微小的改善或者提升。而背接触组件有个优势,只要常规组件能提升的方面,降成本、提高效率等方面,背接触都可以用起来,但背接触组件可以提高性能的地方、降低成本的地方,常规组件就不一定能用起来。
 
  MWT背接触组件好在哪里?要从两个方面来说,一个是它的性能怎么样,一个是它的成本怎么样,这是任何产品最核心的优势。这里是MWT背接触电池的数据跟常规栅线电池的多晶性能比较,可以看出,MWT背接触因为它的遮光明显减少,可以对电池的转换效率有一个0.4%的提升。生产线下来的60片多晶组件平均功率可以做到275瓦,而反映经济成本效益的市场上的常规组件的功率在255瓦、260瓦,我们的MWT背接触组件可以做到275瓦的平均功率,甚至比60片电池封装常规单晶组件的还要高一点。通常,我们提高一点功率,成本自然而然的就会提升起来,对性价比优势的提升没有相应反映出来,这也是为什么推广的没有那么快的原因。很多高端组件性能非常好,为什么那么好的性能,却没有取代市场上的产品,技术这个道理。从电池的成本来讲,我们增加了两道工序,这是比较保守的测算,增加激光设备,增加掩摸系统;但我们有一个很大的优势,背接触电池正面不用主栅线,意味着我们的正面银浆有大的节省,意味着每瓦的单位成本的降低,从而使得电池片的综合成本每瓦降低4分钱左右。我们卖电池片是按瓦卖的,还没有考虑这个因素,这个因素考虑进去优势会更加明显,但至少可以说背接触的成本比常规电池成本要低。
 
  我们考虑成本优势的时候没有去考虑它的绝对成本,永远是跟常规来比。跟常规组件的封装结构来做一个对照,我们用集成导电背板取代了常规的背板,这里还增加了导电胶,这一块是增加的,但取代了常规背板和互联条,总体算下来MWT背接触比起常规的组件成本增加了65.3元,这是整体的成本,反过来要考虑到MWT组件功率增加了20瓦。考虑到功率增加的因素,可以算得出来背接触组件单位瓦的成本跟常规组件单位瓦的组件成本并做一个比较,即使考虑到常规组件的成本还会往下降,不管降的过程是快还是慢,最上面这条线是常规组件的成本,下面这条线是背接触组件的成本,也就是说背接触组件的单位瓦成本永远低于常规组件的成本。功率高20瓦但是单位成本更便宜,同样我们也可以来测算一下其他的,包括把单晶也考虑进去,把背接触跟单晶结合起来也考虑进去。常规的组件255瓦,我们作为一个参照,MWT背接触多晶组件是275瓦,常规单晶组件假如说在270瓦左右,在这个市场上算是做的比较不错的,MWT跟单晶结合起来可以做到290瓦。我们可以把几种不同类型的组件成本做一个对比。这张图里,最上面两条线就是单晶的,下面两条线是多晶的,单晶的单位瓦成本还是永远高于多晶的单位瓦成本,这是很明显的。但是在单晶里面如果我们做背接触,背接触单晶又比常规单晶便宜,但是要记住它比常规单晶要高20瓦。同样的下面多晶也是类似的情况。也就是说不管单晶还是多晶MWT组件成本肯定是低于常规组件,但一定要记住高20瓦这个优势。
 
  放在一起综合比较一下不同组件的性价比,左下方是最好的,性能高,成本低。从竞争力、从市场的性价比来说MWT背接触多晶是最好的。
 
  看一看发电的优势。第一,功率稳定性高、可靠性好。
 
  左边这张图是组件功率输出测试的对比图,上面这条曲线是背接触组件的性能,下面是常规组件的,测试结果是背接触组件功率的衰减比起常规来说要小得多。右边是高低温循环测试的,经过不同的循环测试以后,可以看出背接触组件的功率是非常稳定的。既然常规组件的互联条方式引起了很大的关注,这就造成常规组件的衰减也是很正常的,也算合理范围内,背接触组件衰减比常规组件要小得多。
 
  第二,发电量多。MWT背接触组件后面用的是导电背板,增加了组件的散热性,有TUV认证的数据做支持,测试表明常规组件跟背接触组件放在室外应用的时候,在同样的日照情况下,因为它有后面导电层的散热,可以降低4度左右。横坐标是不同的辐照程度,背接触组件和常规组件在不同的辐照情况下做一个功率输出对比,可以看出背接触组件的输出永远高于常规组件的,也就是说即使功率是一样的,它也有更多的发电量。即使买的组件是同样的功率,但是背接触可以提供更多的发电量,平均高出3.5%左右。除了常规应用以外,在光强应用比较强的地方,比如追光,背接触应用更广。
 
  第三,BOS优势。组件的功率越高,对系统来说也是节省成本的,因为组件功率高了,单位瓦、控制系统成本会下降。
 
  图里横坐标的是系统的成本,纵坐标是组件成本,在不同的组合下可以算出每瓦BOS优势,因为我们的组件高出20瓦,可以算出系统成本每瓦节省多少钱。按照现在组件的价格,比如3块8、9,即使在4块左右,系统可以节省3毛钱左右。
 
  背接触组件发展规模的预测,行业里真正提供完整意义上的背接触组件现在只有我们一家,市场上提供的背接触是折中的,是用互联条连接的,不是用导电背板做连接的。所以我们是唯一一家真正意义上的背接触组件的制造商。根据我们的了解,这个市场受到了非常大的关注,首先是它的兼容性,二是投资非常小。目前有500兆左右的背接触产能,不在我们国家,在中东有一家,国内其他国家也有一些。我们现在知道的规划,包括我们自己的规划,明年应该有非常大的增长,应该在一个GW,说明背接触在行业内占的份额会越来越大,这是毋庸置疑的。
 
  背接触组件有几个方面的意义,一是为光伏太阳能的应用提供更加广阔的空间,是提高性价比,不是简单的提高性能。二是不断提高性价比的优势,在技术上只有背接触能够进一步降成本,而常规组件没法做到,这为我们提供更高性价比组件产品提供了机会。三是更高的产品可靠性能对光伏行业的良性发展将起到重要的作用。谢谢!
 

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