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編者按：當前，光伏行業(yè)硅片尺寸多樣化，組件封裝技術也在做各種嘗試和研發(fā)，組件封裝技術進步的核心是要提高長期運行的可靠性、戶外發(fā)電表現(xiàn)等，技術進步要求工藝實現(xiàn)起來更簡單便捷、產(chǎn)品設計更簡單、產(chǎn)品的最終成本更低，雖然高密度組件外觀漂亮，吸引人眼球，但是存在致命的先天性問題，組件成本過高、功率低、制程難度高、良品率低，這個決定了此技術不會是未來方向。

本文介紹了高密度封裝技術的原理，簡要分析了封裝損失的差異，同時介紹了組件成本的構成，以及對系統(tǒng) BOS 成本的影響，從生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)和組件應用環(huán)節(jié)分析高密度存在的問題。

摘要

從去年開始的硅片尺寸討論持續(xù)到現(xiàn)在很是火熱了一番，針對不同功率組件的平衡部件造 價測算數(shù)據(jù)五花八門，大型地面電站和分布式系統(tǒng)，平單軸和固定式對比等各種數(shù)據(jù)著實讓人眼花繚亂。近期高密度封裝技術又成為討論的熱點，筆者認為，這是行業(yè)過度競爭的必然，如同冷戰(zhàn)時期的軍備競賽一樣，華而不實的產(chǎn)品層出不窮，但作為制造業(yè)，技術路線需要冷靜分析，一旦方向選錯可能萬劫不復。以下是筆者針對公布出來的數(shù)據(jù)做的測算，拋磚引玉，歡迎批評、指導。

01

幾種常見高密度封裝技術

1.1

疊焊組件

疊焊技術是指在常規(guī) MBB 圓焊帶基礎上，在電池片互聯(lián)位置通過圓焊帶壓扁處理，實現(xiàn)電池片類似疊瓦的排布；但由于其負片間距的特點，電池與電池拼接處無光利用，同時重疊部分的電池面積白白浪費掉也無法利用。經(jīng)過測算，此技術的 CTM（電池到組件功 率）相比常規(guī)間距半片組件降低約 2.3%左右。以 72-cell 的 M10 產(chǎn)品為例，單塊組件功率相比常規(guī)半片 MBB 組件至少降低 11W 以上。
1.2

拼片組件

拼片技術是電池片間采用扁平焊帶焊接將組件的片距縮小至 0.5~0.8mm，縮小組件尺寸。同時，電池正面焊帶采用三角焊帶，可以增加直射光的利用，可以一定程度上減小功率損失。由于其電池片間隙縮小減少了片間光線的漫反射，所以組件 CTM 相比常規(guī)間距半片組件降低約 1%左右。以 72-cell 的 M10 產(chǎn)品為例，單塊組件功率相比常規(guī)半片 MBB 組件至少降低 5W 左右。

另外，因為工藝和原材料等原因，焊帶頂角的角度≤120°，所以只對直射光有用。組件廠家和實驗室的太陽能模擬器的光源產(chǎn)生的大部分是直射光，因此三角焊帶對組件的測試功率有利。但是組件戶外使用時，很少（甚至是無）會有直射光的能量輸入。因此三角焊帶組件的發(fā)電性能會下降。舉例說明，三角焊帶組件功率標 540Wp，實際只相當于常規(guī)焊帶535Wp 的發(fā)電表現(xiàn)，中高緯度的電站此差異尤其明顯，采用平單軸設計這個差異也會更明顯。
02

組件成本的影響

行業(yè)內(nèi)主流的幾家組件大廠的尺寸已公布，筆者在這里就不贅述對比了，有興趣的可以做表格對比下，組件的單瓦材料成本（包含電池），與單塊組件的功率成反比，與消耗材料成本成正比。組件的制程和工藝成本因技術不同都不一樣，但是工藝越復雜，制程良率的控制難度越高，成本相應的也會有變化，因為制程數(shù)據(jù)保密，本文不作分析，只對比材料（含電池）的差異。

2.1

單面組件成本構成

與組件面積成本成正比的材料有：背板、EVA、前板玻璃；成本占比約為 22%。與組件邊長成本成正比的材料有：硅膠、邊框；成本占比約為 12%；與組件單塊瓦數(shù)成本反比的材料有：電池片、接線盒、焊帶、匯流條、其他；成本占比約為 66%。綜上，高功率能夠帶來更多的材料的成本降低和組件成本的下降。

舉例說明

同樣都是 M10 的 72-cell 組件，采用常規(guī)半片技術的組件的 CTM 比采用疊焊技術的組件的 CTM 高 2.3%，即 M10 的常規(guī)半片組件的功率比疊焊組件的功率高 2.3%。通過測算兩者的材料成本（含電池）差 0.84%左右，即采用 M10 的常規(guī)半片組件的主流功率比采用疊焊組件主流功率的材料成本（含電池）低 0.84%左右。
因為電池片面積的交疊，導致電池片損失是造成組件成本上升的主要因素；加上制程良率和其他材料的特殊設計等，組件的成本差異還會更大。從長遠來看，電池片成本仍是組件成本的大頭，疊焊技術很難在整體成本上實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。
2.2

雙面組件成本構成

通過下面圖表分析得到：

▲與組件面積成本成正比的材料有：背板玻璃、POE、前板玻璃；合計占比約為 26%。▲與組件邊長成本成正比的材料有：硅膠、邊框；合計占比約為 10%。

▲與組件單塊瓦數(shù)成本反比的材料有：電池片、接線盒、焊帶、匯流條、其他；合計成本占比約為 64%。

同樣以M10 的 72-cell 組件為例，采用常規(guī)半片技術的組件的 CTM 比采用疊焊技術的組件的 CTM 高 2.3%，即 M10 的常規(guī)半片組件的功率比疊焊組件的功率高 2.3%。通過測算兩者的材料成本（含電池）差 0.64%左右，即采用 M10 的常規(guī)半片組件的主流功率比采用疊焊組件主流功率的材料成本（含電池）低 0.64%左右。同樣道理，因為電池片面積的交疊，導致電池片損失是造成組件成本上升的主要因素；加上制程良率和其他材料的特殊設計等，組件的成本差異還會更大。從長遠來看，電池片成本仍是組件成本的大頭，疊焊技術很難在整體成本上實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。
03

功率差異 BOS 的差異

3.1

采用組串逆變器系統(tǒng)設計

通過下面圖表分析得到：BOS 中與組件數(shù)量成正比的項目有：支架、組串逆變器、安裝費、直流線纜、部分交流線纜（逆變器到變壓器），成本占比約為 61%；BOS 中與組件效率成反比的項目有：土地。成本占比約為 9%。綜上，高功率組件能夠帶來更多的 BOS 的成本降低和系統(tǒng)造價的下降。
舉例說明

同樣都是 M10 的 72-cell 組件，采用常規(guī)半片技術的組件的 CTM 比采用疊焊技術的組件的 CTM 高 2.3%，即 M10 的常規(guī)半片組件的功率比疊焊組件的功率高 2.3%。通過測算兩者的 BOS 成本差 1.3%左右，即采用 M10 的常規(guī)半片組件的主流功率比采用疊焊組件主流功率的 BOS 低 1.3%左右。
3.2

采用集中式逆變器的系統(tǒng)設計

通過下面圖表分析得到：

▲BOS 中與組件數(shù)量成正比的項目有：支架、逆變器、匯流箱、安裝費、直流線纜，占比約為 58%。▲BOS 與組件效率反比的項目有：土地。占比約為 11%。

綜上，高功率組件能夠帶來更多的 BOS 的成本降低和系統(tǒng)造價的下降。

同樣以 M10 的 72-cell 組件為例，采用常規(guī)半片技術的組件的 CTM 比采用疊焊技術的組件的 CTM 高 2.3%，即 M10 的常規(guī)半片組件的功率比疊焊組件的功率高 2.3%，。通過測算兩者的 BOS 成本差 1.3%左右，即采用 M10 的常規(guī)半片組件的主流功率比采用疊焊組件主流功率的 BOS 低 1.3%左右。
04

結(jié)論

當前，光伏行業(yè)硅片尺寸多樣化，組件封裝技術也在做各種嘗試和研發(fā)，組件封裝技術進步的核心是要提高長期運行的可靠性、戶外發(fā)電表現(xiàn)等；同時要兼顧降低組件單瓦成本，更重要的是降低系統(tǒng)造價和度電成本。通過測算，功率提升是降低組件成本和度電成本的最佳途徑，大尺寸硅片是公認的行業(yè)發(fā)展方向無疑是基于此前提的結(jié)論。雖然高密度組件外觀漂亮，吸引人眼球，但是存在致命的先天性問題，組件成本過高、功率低、制程難度高、良品率低，這個決定了此技術不會是未來方向，比如疊焊組件，M10 產(chǎn)品的單塊功率比常規(guī)間距半片組件至少低 10Wp，組件成本本和 BOS 成本都不劃算，這就決定了此產(chǎn)品只是小眾，不能成為主流。

做技術不同于做文章，作文要曲，曲才能“曲徑通幽”引人入勝；但是技術進步要求工藝實現(xiàn)起來更簡單便捷、產(chǎn)品設計更簡單、產(chǎn)品的最終成本更低；工藝制程簡單才能保證更好的制程控制能力，產(chǎn)品簡單才能保證可靠性，減少出問題的概率。




原標題:先天性問題致命！高密度組件無緣未來