疊瓦 想說(shuō)愛(ài)你不容易！

:疊瓦自2015年在國(guó)內(nèi)興起至今形成真正意義的規(guī)?；?，確實(shí)是一個(gè)很好的技術(shù)發(fā)展方向。尤其在高效組件領(lǐng)域，絕對(duì)是一項(xiàng)創(chuàng)舉，引起了行業(yè)廠商和終端客戶(hù)的青睞。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“光伏薈”作者：張雨軍）

1.疊瓦技術(shù)方向眾多，國(guó)內(nèi)以導(dǎo)電膠工藝為主

作為國(guó)內(nèi)最早參與開(kāi)發(fā)疊瓦工藝的研發(fā)人員，我們?cè)龅胶芏鄦?wèn)題和挑戰(zhàn)。最早的疊瓦設(shè)計(jì)實(shí)際采用的是錫膏作為連接材料，可是我在安排TC老化時(shí)就發(fā)現(xiàn)明顯的彈性不足、電池片斷裂失效等問(wèn)題，在安排載荷測(cè)試后我基本直接否決了這個(gè)工藝路線。完全重新開(kāi)始思考工藝設(shè)計(jì)，考慮引入不同的材料作為連接導(dǎo)電材料。到今天為止，實(shí)際上行業(yè)在疊瓦方面有多條路線在推進(jìn)，可惜國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界真正熟悉的只是導(dǎo)電膠工藝而已。實(shí)際針對(duì)疊瓦可以采用的工藝設(shè)計(jì)方向還是有多種方式的，其中我了解的工藝就包括：

①導(dǎo)電膠采用點(diǎn)膠或者印刷，這是目前主流的工藝；

②非導(dǎo)電膠設(shè)計(jì)方向，背面繼續(xù)保持焊帶工藝，正面采用一字型導(dǎo)電電極；

③ 另外我也開(kāi)發(fā)了一款基于焊帶工藝的新設(shè)計(jì)方案。

2.疊瓦正面無(wú)焊帶是優(yōu)勢(shì)，也是致命短板

因?yàn)闆](méi)有焊帶，所有的細(xì)柵線收集電流都是和串長(zhǎng)度方向一致的。如果電池片出現(xiàn)任何隱裂只要垂直于串長(zhǎng)度方向，就導(dǎo)致細(xì)柵線的電流無(wú)法收集，這樣就導(dǎo)致整串的電流都形成瓶頸，形成斷串風(fēng)險(xiǎn)。同樣如果出現(xiàn)內(nèi)部的焊接失效，或者接觸電阻升高，虛焊，導(dǎo)致局部焊接的電流集中，這也將形成電流集中，出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)岚摺?/p>

針對(duì)國(guó)內(nèi)目前行業(yè)流行的導(dǎo)電膠工藝，尤其選擇導(dǎo)電膠材料，這實(shí)際也是一個(gè)比較矛盾的設(shè)計(jì)，一方面導(dǎo)電膠是需要非常好的彈性，利用彈性來(lái)解決熱脹冷縮應(yīng)對(duì)形變的需求；另外一方面導(dǎo)電膠必須要非常好的導(dǎo)電性能，導(dǎo)電率是關(guān)鍵指標(biāo)直接影響到工作過(guò)程的電性能，也影響到組件的功率。

在組件25年的生命周期內(nèi)，導(dǎo)電率的長(zhǎng)期穩(wěn)定性非常重要，但導(dǎo)電膠材料是由不導(dǎo)電的膠水、導(dǎo)電粒子-導(dǎo)電片、導(dǎo)電球等組成，這完全是依靠膠水的粘結(jié)形成的接觸導(dǎo)電，并不是常規(guī)焊接工藝的物理焊接一體的工藝。導(dǎo)電膠的導(dǎo)電率指標(biāo)和常規(guī)的焊帶焊接完全不在一個(gè)水平，相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)。而且隨著時(shí)間的推移，膠水受到環(huán)境的侵蝕（濕氣、應(yīng)力、溫度、形變等疲勞），到底會(huì)保持多少的粘結(jié)力量這是個(gè)未知數(shù)。作為真正導(dǎo)電的導(dǎo)電球或者導(dǎo)電片材料，必須要滿(mǎn)足不怕環(huán)境的侵蝕，采用高純銀球最佳，但這個(gè)又非常昂貴。若采用目前便宜的銅球外包一點(diǎn)點(diǎn)銀粉，短期測(cè)試應(yīng)該可以過(guò)，尤其基于當(dāng)前的IEC測(cè)試方法可能會(huì)通過(guò)測(cè)試，但實(shí)際這個(gè)接觸面的變化及最終的接觸電阻對(duì)組件后期的影響還沒(méi)有被第三方和客戶(hù)重視，這對(duì)電站的長(zhǎng)期性能風(fēng)險(xiǎn)提出挑戰(zhàn)。因此，這個(gè)設(shè)計(jì)就面臨如何保障導(dǎo)電膠接觸面的持續(xù)穩(wěn)定性問(wèn)題：如何提升EVA、背板的高阻水搭配，提升導(dǎo)電膠的粘結(jié)穩(wěn)定性，確保25年電站生命周期的性能一致性。

03.疊瓦量產(chǎn)工藝問(wèn)題多，尤其不適合雙面電池

實(shí)際疊瓦組件的設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)廠商為了提升最大化組件的轉(zhuǎn)換效率，采用劃片工藝多以1/5 或者1/6為主，實(shí)際這同樣產(chǎn)生不少疊片的成本浪費(fèi)。切片數(shù)量多，在大組件的尺寸下，也面臨組件的串長(zhǎng)偏長(zhǎng)問(wèn)題。二極管對(duì)外部熱斑遮擋旁路保護(hù)上，就需要增加二極管的保護(hù)設(shè)計(jì)，這給疊瓦組件的規(guī)模化自動(dòng)化帶來(lái)挑戰(zhàn)。因?yàn)樵诿?0多片小電池片就應(yīng)該有引出線進(jìn)行二極管的電極電路連接，這造成疊瓦工藝難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化串長(zhǎng)連續(xù)作業(yè)輸出，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)工藝動(dòng)作，獨(dú)立來(lái)實(shí)現(xiàn)引出和連接電路，與常規(guī)組件或者半片組件工藝相比都是比較麻煩的。

如今，雙面組件在市場(chǎng)上逐步成為一種方向，尤其適合大型電站。目前疊瓦組件在這方面就面臨挑戰(zhàn)，其背面的引出線設(shè)計(jì)、二極管設(shè)計(jì)，對(duì)背面的光線利用形成遮擋，應(yīng)用于雙面電池就不是很合適。

疊瓦目前是行業(yè)組件轉(zhuǎn)換效率最高的工藝設(shè)計(jì)，但實(shí)際上大家為了追求高轉(zhuǎn)換效率，大部分都采用部分隱藏式匯流條設(shè)計(jì)，這確實(shí)可以提升組件的轉(zhuǎn)換效率，但對(duì)組件在雙面電池及雙玻制作應(yīng)用帶來(lái)不利因素。折彎隱藏位置需要增加絕緣隔離條，局部厚度增加不少，給雙玻的制程工藝難度和挑戰(zhàn)。

疊瓦的導(dǎo)電膠工藝也面臨一個(gè)良率的問(wèn)題，在制造過(guò)程中，不可避免的出現(xiàn)返修現(xiàn)象。導(dǎo)電膠不能承受高溫，采用高溫的方式返修是不可取得，返修過(guò)程對(duì)周邊電池片上的導(dǎo)電膠形成二次熱影響，加速這種材料的性能衰竭，尤其對(duì)環(huán)氧膠系列。采用硅膠系列彈性好，返修相當(dāng)容易，但也面臨粘結(jié)力量的不足，如何取得平衡這是需要深入研究的。

04.疊瓦成本偏高，主要是因?yàn)樵O(shè)備效率

筆者建議在疊瓦的組件設(shè)計(jì)上直接采用雙?；虮趁娌煌杆慕饘俦嘲宓冉Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣可以克服目前的斷串、熱斑失效、背板損壞的風(fēng)險(xiǎn)，最終目的也是阻止外部的環(huán)境侵蝕，保持粘結(jié)面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度而不出現(xiàn)化學(xué)侵蝕或者物理侵蝕，實(shí)現(xiàn)持久的電阻率保持，最終保障組件的長(zhǎng)期衰竭率可控。但這就要犧牲隱藏式匯流條設(shè)計(jì)，犧牲一點(diǎn)組件轉(zhuǎn)換效率了。整體來(lái)看，疊瓦當(dāng)前的成本還是偏高，尤其設(shè)備的成本居高不下，疊瓦設(shè)備的速度和節(jié)拍還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法和常規(guī)的串焊機(jī)對(duì)比，這導(dǎo)致疊瓦的整體綜合成本偏高，無(wú)法普及。我在此也呼吁設(shè)備公司加快開(kāi)發(fā)力度，加快推動(dòng)降本讓利，最終讓行業(yè)受益。

整體來(lái)看，疊瓦組件設(shè)計(jì)和工藝有自身的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也有很多的不足，在沒(méi)有獲得足夠的實(shí)證數(shù)據(jù)之前，建議謹(jǐn)慎推進(jìn)。

原標(biāo)題:疊瓦，想說(shuō)愛(ài)你不容易