環(huán)球資訊：誰是異質(zhì)結(jié)的最佳封裝拍檔

近日，多家電力投資央國企啟動光伏組件集采框架招標(biāo)。索比光伏網(wǎng)注意到，今年的央國企集采中，對n型組件的需求明顯增加，占比也不斷提升。例如，上海富鴻年度框架采購中，n型雙面雙玻高效組件需求量預(yù)計800MW，占比達(dá)到40%;中煤集團(tuán)年度框架集采中，n型565W+組件需求量為2GW，占比也超過30%。此外，國電投新疆吐魯番某項目的第一批組件采購，624MW組件全部指定n型。

值得注意的是，在中核匯能2023年度光伏組件設(shè)備集中采購時，首次明確提出，n型TOPCon組件和n型HJT組件需分別報價，而不是統(tǒng)一歸到“n型組件”類別。索比咨詢分析師表示，盡管包件3(HJT組件)的投標(biāo)企業(yè)數(shù)量比包件2(TOPCon組件)少很多，投標(biāo)價格也比PERC組件高出0.15-0.20元/W，但本次招標(biāo)在HJT技術(shù)發(fā)展史上仍屬于里程碑事件，值得慶賀。

(相關(guān)資料圖)

資料顯示，HJT電池(有時也稱HIT電池或SHJ電池)全稱晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池，最早由日本三洋公司于90年代初研發(fā)，幾年前，異質(zhì)結(jié)技術(shù)專利保護(hù)結(jié)束，各大光伏企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)紛紛加大對該技術(shù)的研發(fā)投入，目前最高轉(zhuǎn)換效率世界紀(jì)錄為26.81%。

技術(shù)專家表示，HJT電池是在晶體硅上沉積非/微晶硅薄膜，綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優(yōu)勢，具備高轉(zhuǎn)換效率、低光衰、低溫制程、高弱光響應(yīng)、穩(wěn)定性高、衰減率低等特性。與PERC、TOPCon等電池技術(shù)相比，異質(zhì)結(jié)技術(shù)生產(chǎn)工藝簡單(僅4道工序)，轉(zhuǎn)換效率更高，這樣可以提升單位面積土地上的裝機(jī)容量，降低BOS成本和LCOE。目前，HJT電池、組件價格相對較高，未來可能通過降低設(shè)備成本、硅片薄片化、銀包銅、無主柵等技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)降本，提高性價比。

為什么同樣是n型，HJT電池組件量產(chǎn)稍晚?除了電池片成本高、低溫銀漿耗量大、設(shè)備投資高等原因外，在生產(chǎn)過程中，HJT電池的特性對封裝材料也有更高的要求。且HJT電池還有多主柵和無主柵技術(shù)路線的差異。目前市場上各家封裝材料廠根據(jù)市場需求、自身技術(shù)方向和電池某些特性對異質(zhì)結(jié)電池提供的封裝方案也是五花八門。

針對多主柵電池，目前市場有常規(guī)POE膠膜+異質(zhì)結(jié)電池、高粘結(jié)力POE/EPE膠膜+異質(zhì)結(jié)電池/銀包銅柵異質(zhì)結(jié)電池/電鍍銅工藝異質(zhì)結(jié)電池、高粘結(jié)力EVA/EPE膠膜+丁基膠+異質(zhì)結(jié)電池等多種封裝方式，各有其優(yōu)劣勢。

根據(jù)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，相較于目前的多主柵技術(shù)，無主柵在電池片環(huán)節(jié)降低銀漿成本、降低絲印設(shè)備投資，在組件環(huán)節(jié)增加絕緣膠耗材、更新串焊機(jī)設(shè)備，但是綜合來看，相較于異質(zhì)結(jié)當(dāng)前的15BB/未來的20BB技術(shù)， 0BB的材料+設(shè)備成本可降低約0.05/0.025元/W。針對無主柵電池封裝，機(jī)構(gòu)整理了各種封裝方式的優(yōu)缺點(diǎn)。

在眾多封裝方案中，明冠新材根據(jù)自身研發(fā)方向、結(jié)合市場需求推出了自己關(guān)于異質(zhì)結(jié)電池的整體解決方案。針對多主柵電池，明冠推出異質(zhì)結(jié)專用POE/EPE膠膜。

眾所周知，由于HJT電池雙面率高，通常都會制成雙面發(fā)電組件。目前，EVA膠膜應(yīng)用歷史最為悠久和廣泛，但是并不適用于HJT組件。EVA膠膜的水汽透過率明顯高于POE、EPE等材質(zhì)。此外，EVA膠膜老化后產(chǎn)生的游離醋酸也容易腐蝕柵線，嚴(yán)重影響異質(zhì)結(jié)組件的發(fā)電效率。在這樣的背景下，對水汽有較好阻隔性、無酸性基團(tuán)的POE膠膜廣受歡迎。2019年，明冠新材適應(yīng)市場新需求快速推出了滿足客戶需求的POE封裝膠膜，并針對層壓制程中電池片位移、打滑等問題對膠膜進(jìn)行了相應(yīng)的配方、工藝調(diào)整，結(jié)合客戶生產(chǎn)過程實(shí)際需求進(jìn)行匹配性開發(fā)。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，目前POE封裝良率可以達(dá)到99.5%以上。

從性能上考慮POE無疑是HJT最優(yōu)的封裝材料，但是考慮到后期POE粒子緊張，價格高等問題，兼顧性能與價格的EPE膠膜也贏得了較高市場份額。據(jù)了解，目前影響EPE膠膜老化性能的原因主要是芯層POE助劑會發(fā)生遷移，導(dǎo)致組件濕熱、紫外老化后黃變，影響組件發(fā)電壽命。就這一情況，明冠新材在對EPE的助劑遷移及老化后特性進(jìn)行了優(yōu)化，極大提升了產(chǎn)品的可靠性。據(jù)某組件廠測試數(shù)據(jù)，明冠新材 POE 膠膜 PID 96H 減 1.74%，192H衰減 1.97%; EPE 膠膜 PID 96H 衰減 2.31%，192H 衰減 2.94%。

由于TCO特殊的表面結(jié)構(gòu)，早期純EVA膠膜、EPE膠膜等產(chǎn)品，與異質(zhì)結(jié)電池片正面的粘結(jié)力在20N以下，難以實(shí)現(xiàn)膠膜最基本的粘結(jié)性能。雖然近年來各家膠膜企業(yè)針對異質(zhì)結(jié)TCO層與膠膜的粘結(jié)特性都做了一些調(diào)整方案，但是如何獲得穩(wěn)定粘結(jié)力依然是個難題。為了解決這一問題，明冠新材加大研發(fā)力度，針對HJT電池片推出了第二代高粘結(jié)材料，無論是POE膠膜還是EPE膠膜，都可滿足40N+的粘結(jié)力要求。

針對無主柵電池，明冠推出網(wǎng)柵膜的解決方案，根據(jù)組件工藝不同，分為承載膜和皮膚膜，即機(jī)構(gòu)提到的smart wire和點(diǎn)膠兩種封裝方式，它能大幅降低銀漿用量，改善無主柵HJT電池片不易封裝的現(xiàn)狀，幫助HJT組件封裝降本增效。此外，網(wǎng)柵膜具有極高的阻水性能，無需額外使用丁基膠，進(jìn)一步降低組件成本。

從筆者了解到的情況看，全球各大市場對高效光伏組件的需求已顯著提升，n型組件供不應(yīng)求，產(chǎn)銷兩旺。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計，2023年n型組件市場占比有望達(dá)到20-25%，其中HJT組件市場份額可能在2022年基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)翻倍。

中電聯(lián)在《2023年度全國電力供需形勢分析預(yù)測報告》中提到，預(yù)計2023年底全國發(fā)電裝機(jī)容量28.1億千瓦左右，其中并網(wǎng)太陽能發(fā)電4.9億千瓦。這意味著，今年全國太陽能發(fā)電新增裝機(jī)有望達(dá)到100GW(ac)以上。而根據(jù)行業(yè)第三方機(jī)構(gòu)預(yù)測，今年的全國光伏發(fā)電新增裝機(jī)最高可達(dá)120GW(ac)，直流側(cè)有望實(shí)現(xiàn)150GW。放眼全球，光伏組件企業(yè)總出貨量很可能超過400GW。如果HJT相關(guān)廠商能抓住這一機(jī)遇，選用更可靠輔材來提高產(chǎn)品品質(zhì)和壽命，再加上HJT組件天然存在的種種優(yōu)勢，今年的出貨量可能再攀新高，為高比例可再生能源應(yīng)用打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

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