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編者按：光伏組件的設(shè)計(jì)是以20年甚至更長為質(zhì)保周期的，對(duì)于電池片和組件尺寸這種大躍進(jìn)式的增長，隨之而來會(huì)有哪些隱患，值得冷靜思考呢?


自2018年以來，國內(nèi)開始逐步邁入規(guī)?；a(chǎn)166毫米硅片，從其進(jìn)入市場(chǎng)以來，占比不斷攀升，大尺寸硅片時(shí)代由此到來。2019年8月,12英寸超大硅片的問世，再次標(biāo)志著“大行其道”的潮流已經(jīng)勢(shì)不可擋?？梢哉f大尺寸電池片與切片，多主柵，高密度封裝，摻鎵PERC等配套技術(shù)思路的結(jié)合應(yīng)用，使得組件產(chǎn)品的標(biāo)稱功率大幅提高，與此同時(shí)，BOS成本與LCOE也有所降低。

然而評(píng)價(jià)一款技術(shù)的好壞并不是單純的數(shù)值上的增減，而是在于長期應(yīng)用中的綜合表現(xiàn)與收益。光伏組件的設(shè)計(jì)是以20年甚至更長為質(zhì)保周期的，對(duì)于電池片和組件尺寸這種大躍進(jìn)式的增長，隨之而來的隱患，各位光伏界的同仁們是否又冷靜的思考過呢?DEKRA德凱愿在此與各位淺談一下大電池片大電流組件潛在的一些風(fēng)險(xiǎn)。

牽一發(fā)而動(dòng)全身的電池片

由于電池片尺寸的增加，最顯而易見的改變就是組件的尺寸和重量也有了大幅提升。但是電池片尺寸的擴(kuò)大，從一定程度上降低了組件的力學(xué)強(qiáng)度。因而成品的運(yùn)輸和安裝也將面臨更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。所以提升相關(guān)輔材的力學(xué)強(qiáng)度是必不可少的。不僅僅是玻璃，邊框，甚至成品的包材，包裝方式也需要重新評(píng)估。該如何在尺寸重量和強(qiáng)度之間找到這個(gè)平衡點(diǎn)，是DEKRA德凱在相應(yīng)新產(chǎn)品新材料報(bào)備的各項(xiàng)測(cè)試環(huán)節(jié)中所關(guān)注的重點(diǎn)之一。

除了組件本身的力學(xué)強(qiáng)度需要進(jìn)行考量之外，現(xiàn)有的安裝方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否都能滿足大尺寸組件，也需要打上一個(gè)問號(hào)。不適配的安裝方式和結(jié)構(gòu)，極其容易導(dǎo)致組件在實(shí)際電站的使用過程中發(fā)生變形，開裂，脫落，從而引起失效。在此，DEKRA德凱始終建議將這類風(fēng)險(xiǎn)通過機(jī)械可靠性測(cè)試來進(jìn)行驗(yàn)證，為組件的結(jié)構(gòu)安全性保駕護(hù)航。


隨著大電池片大電流組件的發(fā)展，不可避免的要提到電池片切片。大電池片導(dǎo)致單片電池的電流顯著增大，功率的損耗也隨之增大，因此大電池片基本都是需要將全片電池進(jìn)行切割后使用。同時(shí)電池片厚度減薄的趨勢(shì)依舊明顯，對(duì)于切片工藝來說，越多次的切割對(duì)于電池片的良率和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)有影響，更加容易導(dǎo)致不可見的隱裂甚至裂片。同時(shí)電池片面積變大，需要增加?xùn)啪€來收集更多的電流，以至于焊接工藝參數(shù)也需要調(diào)整，根據(jù)德凱失效分析，焊接溫度或者時(shí)間的差異會(huì)直接導(dǎo)致TC200等測(cè)試后出現(xiàn)功率衰減超過5%。在層壓工藝上：層壓腔工位的放置，組件數(shù)量以及層壓參數(shù)也需重新調(diào)整，以保證封裝材料的充分密封粘接，符合IEC 61215 和IEC 61730等主流標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試判定要求，或是滿足更加嚴(yán)苛的特殊環(huán)境試驗(yàn)。

配套供給的新布局

除了以上所述組件設(shè)計(jì)和制造中的潛在風(fēng)險(xiǎn)以外，對(duì)于組件廠來說，還有更多關(guān)于原材料和設(shè)備方面所隨之而來的問題需要考慮。

首先是電池片的上游生產(chǎn)階段，對(duì)于鑄錠單晶的爐臺(tái)尺寸要求也更大，硅片尺寸的擴(kuò)大甚至需要對(duì)爐臺(tái)進(jìn)行大規(guī)模的改造才能滿足空間要求。其他電池片生產(chǎn)的相應(yīng)工藝也需要重新調(diào)整，比如網(wǎng)版印刷時(shí)行走距離等。這種調(diào)整不是業(yè)內(nèi)在短期內(nèi)能完全切換的。雖然很多電池片廠都早已大規(guī)模布局大尺寸硅片，但是在目前的市場(chǎng)狀況下，短時(shí)期內(nèi)的產(chǎn)能依舊無法滿足整體市場(chǎng)的需求，沒有自己配套電池片生產(chǎn)線的組件廠家會(huì)存在一片難求的窘境。

其次目前玻璃的尺寸已經(jīng)在行業(yè)中趨于固定，組件廠的尺寸設(shè)計(jì)也基本能被現(xiàn)有的爐窯所滿足。隨著大電池片的飛速發(fā)展，與之匹配的玻璃尺寸和鋼化工藝調(diào)整，也要需要組件廠和玻璃供應(yīng)商們盡早去協(xié)調(diào)。

最后這里不得不提的還有配套的設(shè)備供應(yīng)商。為了配合大電流大尺寸組件的生產(chǎn)，隨之而來的是快速的設(shè)備改造和更迭。其設(shè)備的穩(wěn)定性也需要行業(yè)中的廠商發(fā)揮匠心精神，避免因生產(chǎn)設(shè)備的原因?qū)е陆M件產(chǎn)品的可靠性存在隱患。

無論是電池片的飛速發(fā)展，還是其他零部件的技術(shù)創(chuàng)新，最終目的應(yīng)該都是為了服務(wù)于組件設(shè)計(jì)和終端用戶的需求，以早日實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)。單純無節(jié)制的擴(kuò)大電池片和組件的尺寸，將會(huì)帶來更多難以克服的問題。

光伏行業(yè)每一次的技術(shù)突破都是令人歡欣鼓舞的，大尺寸電池片和組件勢(shì)必是實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)濃墨重彩的一筆。中國光伏走到今天并不是一蹴而就，而是技術(shù)和品質(zhì)相互依托的結(jié)果。大尺寸電池和組件已經(jīng)為光伏行業(yè)開創(chuàng)了一片新的熱土，DEKRA德凱愿與各位業(yè)界同仁攜手并肩。在未來更廣闊的實(shí)踐過程中，助力大電池組件的發(fā)展道路走得更加堅(jiān)實(shí)。




原標(biāo)題：淺談光伏大電流組件設(shè)計(jì)的測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)