隆基發(fā)布最新技術(shù)白皮書 解碼“無隱裂智能焊接”技術(shù)

2021年5月21日，隆基正式發(fā)布“無隱裂智能焊接”技術(shù)白皮書，詳細介紹了其新一代高功率組件產(chǎn)品Hi-MO 5（182mm）所獨有的“無隱裂智能焊接”技術(shù)以及對此技術(shù)進行的各項可靠性驗證。該白皮書進一步表明，隨著大尺寸光伏組件在大型地面電站等場景下的大規(guī)模應(yīng)用，隆基獨有的“無隱裂智能焊接”技術(shù)可以切實保障光伏組件的載荷能力，使其在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)產(chǎn)生更多的發(fā)電量，為全球電站投資者、合作伙伴和廣大客戶帶去更多價值增益。

眾所周知，高效率光伏組件可以有效提升有限空間下的光伏裝機規(guī)模，降低光伏系統(tǒng)材料與設(shè)備投資成本，同時降低光伏組件本身對膠膜、玻璃等資源的消耗。因此，轉(zhuǎn)換效率的提升是光伏技術(shù)發(fā)展的永恒主題。

除了光伏電池效率的提升，組件端近年來出現(xiàn)了不少提高轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)，典型的如半片技術(shù)、多主柵技術(shù)。組件端技術(shù)的提效原理則主要包括3個方面：一是提高光學利用率；二是降低電學損失；三則是優(yōu)化組件尺寸。半片與多主柵技術(shù)均降低了焊帶上的電流從而降低了組件內(nèi)部的電學損失；多主柵技術(shù)所使用的圓形焊帶相比扁焊帶提高了組件的光學利用率，雙面電池搭配白色EVA封裝單面組件也是提高了光學利用率；尺寸方面，受益于設(shè)備加工精度的提升，電池片的間隙一直成縮小的趨勢；市場上也存在零電池片間隙的疊瓦技術(shù)；作為市場主流，成熟度最高的多主柵半片技術(shù)也試圖通過技術(shù)升級實現(xiàn)電池片間零間隙或微間隙，進一步提高技術(shù)優(yōu)勢。隆基則在這方面做了長期、深入的研究，并于2020年6月29日將其獨有的“無隱裂智能焊接技術(shù)”通過新發(fā)布的Hi-MO 5（182mm）產(chǎn)品正式推向市場，使這款為迎接全球平價時代而打造的光伏組件真正實現(xiàn)了效率、功率、BOS成本、可靠性的綜合最優(yōu)。

 隆基“無隱裂智能焊接”技術(shù)采用的是一體式分段焊帶，其三角段可以最大化利用正面太陽光，扁平段可以高可靠地實現(xiàn)電池片微距互聯(lián)。經(jīng)多次驗證，應(yīng)用該焊接技術(shù)可以使組件效率較常規(guī)多主柵產(chǎn)品再提升0.3% abs.。

無隱裂智能焊接技術(shù)示意圖

在組件生產(chǎn)過程中，要實現(xiàn)電池片零間距或微間距互聯(lián)的主要技術(shù)難點就在于制造精度的控制和避免隱裂的產(chǎn)生。使用常規(guī)圓焊帶直接零間距或微間距互聯(lián)顯然存在問題，因此市場上出現(xiàn)了“圓焊帶整形”的技術(shù)方案，即在電池片串焊階段，實時地將電池片連接處的焊帶打扁。

圓焊帶整形方案實物圖

通過“圓焊帶整形”技術(shù)方案可實現(xiàn)電池片疊瓦式互聯(lián)，此時電池片排列密度最高，該技術(shù)的缺點在于：三明治結(jié)構(gòu)仍然在連接處容易出現(xiàn)小隱裂，小隱裂在組件長期應(yīng)用中會發(fā)生擴展，因此該技術(shù)提效的同時降低了組件的可靠性；另外，電池片重疊的部分無法受光發(fā)電，同時為降低隱裂的產(chǎn)生需要更厚的封裝膠膜，因此組件成本有較明顯的提高。

之后行業(yè)中又出現(xiàn)了微間距互聯(lián)的“圓焊帶整形”方案，該方案避免了較高的成本，但電池片間要保持一定間隙避免接觸在工藝控制上的難度是進一步增加的，同時連接處存在小隱裂的問題有所緩解但仍然存在。

隆基在組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用的是一體成型的分段式焊帶，焊帶成型后經(jīng)退火消除內(nèi)應(yīng)力，可以高良率、高可靠地實現(xiàn)電池片微間距互聯(lián)，完全避免了小隱裂問題，因此可以稱為“無隱裂智能焊接”。

此外，在光學利用率方面，三角狀的焊帶相對于圓焊帶不僅對直射光的利用更高，在非直射光的情況下，由于利用的是一次反射光而非二次反射光，其不同入射角下的效率損失也較圓焊帶略低，因此在發(fā)電性能上有一定優(yōu)勢。

智能焊接與常規(guī)多主柵結(jié)構(gòu)示意圖

一體式分段焊帶的柔性互聯(lián)，一方面因其在電池連接處為扁平形狀，在串焊、層壓過程中焊帶均不會發(fā)生較大變形；另一方面相對圓焊帶整形，一體式分段焊帶為一體成型，成型后經(jīng)退火過程消除內(nèi)部應(yīng)力，因此屈服強度低表現(xiàn)出柔性。柔性的焊帶使電池片與焊帶連接處的應(yīng)力低，避免了小隱裂的產(chǎn)生。折彎實驗中，一體式分段90°折彎20次斷裂，整形后的圓焊帶則折彎7次就會斷裂。將一體式分段焊帶和整形圓焊帶封裝在同一小樣件中(電池片微間距)，可見使用整形圓焊帶的位置產(chǎn)生了小隱裂，一體式分段焊帶處無隱裂產(chǎn)生，如下右圖所示。

為進一步驗證“無隱裂智能焊接”技術(shù)的可靠性優(yōu)勢，隆基技術(shù)團隊封裝了三種182組件，分別采用智能焊接技術(shù)、圓焊帶整形技術(shù)及常規(guī)圓形焊帶，分別做了動態(tài)機械載荷(DML)、靜態(tài)機械載荷(SML)以及序列測試，結(jié)果如下?？梢姴煌瑴y試中采用智能焊接技術(shù)的182組件均表現(xiàn)出最低的功率衰減。序列測試為”靜態(tài)載荷→動態(tài)載荷→熱循環(huán)”，更貼近組件長期使用的實際工作狀態(tài)，經(jīng)該測試采用圓焊帶整形技術(shù)的組件功率衰減4.95%，9塊電池片嚴重隱裂；采用常規(guī)多主柵技術(shù)的組件功率衰減6.65%，出現(xiàn)了大范圍的貫穿隱裂；采用智能焊接技術(shù)的組件衰減則僅衰減2.90%。

作為全球最具價值的太陽能科技領(lǐng)軍企業(yè)，隆基一直秉承“穩(wěn)健可靠、科技引領(lǐng)”的品牌理念，始終堅持以客戶價值為中心，保持產(chǎn)品領(lǐng)先和技術(shù)創(chuàng)新，矢志不渝地推動光伏行業(yè)變革以及可再生能源在全球范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。隆基此次面向行業(yè)推出的 “無隱裂智能焊接”技術(shù)，在多主柵半片技術(shù)基礎(chǔ)上進一步提高了光伏組件效率，同時也顯著提高了組件全生命周期的可靠性。未來，隨著大尺寸光伏組件在大型地面電站等場景下的大規(guī)模應(yīng)用，隆基獨有的“無隱裂智能焊接”技術(shù)可以切實保障光伏組件的載荷能力，使其在全生命周期內(nèi)產(chǎn)生更多的發(fā)電量，為全球客戶帶去更多價值增益，為“碳中和”目標的實現(xiàn)貢獻更多綠色能源。