玻动我心话双玻 | 一位光伏前辈的双玻梦

本文为“玻动我心话双玻”征文活动投稿，本次征文活动得到了第三方认证机构的权威公证，它们是：中国质量认证中心（CQC）、中检集团南方电子产品测试(深圳)股份有限公司（CCIC-SET）、ICAS英格尔检测认证集团（ICAS）。

序

2015年我们在芜湖举办第一届双玻大会的高峰对话上，主持人阿特斯运营总裁张光春在紧张的对话环节特别留出了近十分钟给台下一位普通听众发言。主办方数次暗示张总注意时间，但一向严谨的张光春总依然我行我素，并称这位听众为前辈，对这位前辈在双玻组件的贡献不吝赞赏。前几天，天合光能徐建美的双玻征文“我把双玻当孩子”中，也特别提到了这位前辈。他就是原尚德公司副总工程师、现任海润公司技术顾问温建军先生。

光伏界应该没有不知道双玻组件，光伏展应该没有不展出双玻组件。然而这个业内已十分熟悉并看好的大众化光伏产品，几年前并没有引起太多人的关注。其实，双玻组件早就存在，英利国家重点实验室、无锡尚德等组件用的就是双玻，只是那时它还是一种质优价高的特殊产品，也叫光伏玻璃幕墙。这个曾经是特殊光伏组件产品的高大上代名词，如何演变成一个大众化的良币，让我们一起来听听光伏界前辈温建军先生为您讲述双玻组件平价化的前世今生。

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双玻前世 – 光伏玻璃幕墙组件

双玻组件最早应用在玻璃幕墙，称为BIPV或者BAPV，不仅有晶硅组件，早起还有薄膜双玻组件。光伏玻璃幕墙组件的各项技术指标是不同于常规组件的，首先要满足建筑本身对光伏玻璃幕墙作为建材的要求，从设计、制造到安装其安全、可靠、与建筑物同寿命是第一要素。它可能是双玻组件，也可能是双玻+中空组件，甚至是双玻+双中空组件，在每个项目中对产品的具体要求都不一样。

无锡尚德公司在成立初期，就已经开始对此进行研发。在设计、制造光伏幕墙玻璃组件的过程中，我们对工艺方法进行了大量的探索研究，摸索出相对成熟的制造工艺，并专门设计安装了一条光伏玻璃幕墙组件生产线，开始小批量生产。

2003年4月，尚德公司《光伏玻璃幕墙组件STP-M080-01/A》产品获得国家重点新产品证书。同时，光伏玻璃幕墙组件作为正式产品进入尚德公司的产品序列表。

2007年1月8日尚德公司颁布了《平面夹层玻璃晶体硅太阳电池组件》企业标准，2010年4月18日尚德公司又颁布了《建筑用光伏平面夹层玻璃组件》企业标准。

下面展示几个当初光伏建筑一体化的项目：

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早期开发，性能工艺材料良率

随着市场上晶硅薄膜之争以晶硅路线的完胜，以及对玻璃幕墙晶硅双玻组件优异性能的初步认识，我们就想是否可以用双玻来做常规晶硅组件。因为当时有机背板几乎全部依靠进口，价格很高，若能用普通玻璃替代有机背板则可以大幅度降低成本，还可以克服传统背板组件的诸多弊端。有了这个想法，无锡尚德从2008年起开始了晶体硅双玻常规组件的开发历程。

1. 小试牛刀，性能大大超过预期

沿用尚德早起开发玻璃幕墙双玻组件和传统背板组件的制造经验，我们开始用常规组件的3.2+3.2mm钢化玻璃来试验双玻组件，有制造玻璃幕墙组件的基础，用3.2+3.2mm玻璃做几块试验用双玻组件并不太难。

双玻组件做成后，就去做各项老化试验，一个周期做下来，我们看着复测的数据，几乎不敢相信自己的眼睛，这衰减也太小了，比有机背板的常规组件衰减小多了！接着再做第二个乃至第三个周期的老化，这是一个漫长的等待过程，结果出来后，正和我们想象的一样，测试数据显示，双玻组件经过长期老化试验，其衰减程度要大大优于常规有机背板组件！而且原先在常规组件上极易发生的一些缺陷，如电池隐裂、互连条汇流条被腐蚀变色、EVA胶膜分层、背板开裂、鼓包等现象并没有在双玻组件上出现，且机械载荷性能良好，钢球、散弹、冰雹、踩踏、折弯、抖动等等该做的不该做的，只要是能做的试验都去做，其结果依然出奇的好。这使我们信心大增，决心一定要把常规电站用双玻组件做成功并推向市场。

2. 材料选型，前沿技术开发心病

前沿技术从实验室到量产，永远重复这不顺利的套路，首先就是玻璃的厚度问题。

光伏玻璃幕墙组件一般都是用4mm~10mm的厚钢化玻璃夹胶层压而成，厚玻璃钢化不成问题。但是这种组件的制造成本很高，产品又厚又重，是不可能作为常规组件在集中式光伏电站和分布式光伏电站上使用的，即使采用常规组件使用的3.2+3.2mm的钢化玻璃来做双玻组件，也显得十分厚重，用户无法接受。而低于3.2mm的钢化玻璃市场上并没有，我们开始在市场上寻觅低于3mm的钢化玻璃，并说服各大生产光伏用超白玻璃的厂家，希望他们可以提供超白薄钢化玻璃，以及有三个孔的组件背面用薄钢化玻璃，来配合双玻组件三个小接线盒的出线方式。

直到2010年，陆续有玻璃厂家为我们提供2.5+2.5mm的正面超白、背面打孔的钢化玻璃，使我们的试验得以继续，而更薄的钢化玻璃则还是空白。

后来，亚玛顿公司从欧洲引进气悬式钢化炉，可以生产2mm的钢化玻璃，但由于价格偏高，以及设计上的差异（背板玻璃那时他们还不能打孔），我们还是决定用2.5+2.5mm的钢化玻璃先做起来。自2013年起，亚玛顿公司开始生产2+2mm的双玻组件，也取得了非凡的成绩。

3. 降低成本，量产良率痛中之痛

玻璃厚度的问题暂时解决了，然后就是成本，要想与常规做到成本相当，也绝非易事，从所用原材料方面，玻璃替代背板、无需铝边框，材料费应该是节省的，但是双玻组件一旦层压就成型了，不像常规组件还有返修的机会，所以必须提高双玻组件的一次成品合格率。传统组件经过中国制造的努力，已经达到99.5%以上，双玻组件良率，只要有1%的差距，所有材料价格、优异性能都将成为浮云。虽然有制造玻璃幕墙组件的经验，批量做下来，还是有不少问题制约了双玻组件的一次成品合格率，解决这些问题现在已经不是秘密，有些是受制于当时的设备和生产规模，随着光伏市场的扩大已经不是问题，但在当时却令技术工艺人员大伤脑筋，不妨为大家细细道来。

1）角部玻璃与EVA脱层，分析原因，组件四角层压时被压，EVA被挤出，角部玻璃变形，产生应力，放置后变形的玻璃反弹，角部形成脱层，这不仅影响双玻组件外观，还会使湿气沿玻璃与EVA之间的间隙进入组件内部，严重影响组件质量，为防止层压时玻璃四角被压变形，我们层压时在组件四边或角部加支撑框架或支撑护角，使问题得以解决。

2）经常性的各种气泡，双玻组件可能产生气泡的原因较多，如玻璃翘曲不平整，EVA胶膜厚度不均匀，助焊剂选择不当或过量，组件内部的玻璃、EVA、电池等原材料有不洁之处，汇流条与互连条焊接处过厚、层压机抽气速率不足、甚至割边和拉扯挤出的EVA都有可能造成边缘的气泡，针对这些问题，只要对症下药，气泡问题并不难解决。

3）电池裂片，这往往是由于焊接时（当时是以手工焊接为主），在电池片、互连条上残留的锡渣、锡瘤高出EVA胶膜的厚度，被两层玻璃挤压而破裂，以及焊接时用力不均，造成电池隐裂等原因，当然和电池自身质量也有很大关系，还有在层压件传输过程中人为损坏电池的现象也存在。现在基本上都是机器焊接和传输了，人为因素少了许多，只要把好电池等原材料关，调整好机器，电池裂片的现象已经很少了。

 4）CTM明显不如常规组件。开始制作双玻组件时前后都用透明EVA，为解决CTM下降问题则采用白色EVA，福斯特等厂家给与大力配合，组件功率有所提升，与常规组件一致了。但是却又时常有溢白出现遮挡电池。为防止溢白，我们在电池背面加铺一层玻纤，溢白消除了，但增加了成本，而且玻纤中杂质较多，加热后挥发为气泡，关键是湿气还会沿玻纤渗透至组件内部，湿漏电测试就不合格。我们只好把玻纤仅铺在电池背面，不要延伸到组件边缘，再用进口玻纤，几乎没有杂质，这样问题才得以解决。但是进口玻纤价格较高，增加了不小的成本。所以最终还是得请EVA厂家来为我们提供粘结良好，又不翻边溢白，还不漏电的白色EVA。现在这已经不是问题了。

5）散热导致EVA雾化。在做玻璃幕墙组件时我们就发现，层压后的产品较厚，散热不易，若冷却不及时，组件内的EVA极易发生雾化，透光率则有所下降。薄玻璃组件也一样，若堆积起来没能及时散热，也会出现雾化现象。现在的层压机多采用三段式，或在自动流水线上冷却，这自然也不是问题了。

6）钢化玻璃自爆和搬运。我们当时的双玻组件生产线还不是自动流水线，工序之间还需人员搬运，层压好的组件搬运过程中若碰到边角极易破损。联想到运输、搬运、在电站安装时可能很容易磕碰到组件边角，而造成双玻组件破损，为此，我们设计了塑料护角，粘在组件四角，以减少因此而造成的不必要损失。两块玻璃之间的应力加大了钢化玻璃的自爆概率，这个问题也逐渐被玻璃供应商解决。

7）关于用热熔胶膜封装的双玻组件边缘会渗水的问题，在行业中争论了很久，也很激烈，甚至一度还有一种说法，无框双玻组件必须要用丁基橡胶封边，否则双玻组件很快就会大幅衰减乃至失效。针对这个问题我们对EVA制作的样品做了充分的试验，结果证明EVA封装的双玻组件可靠性是完全没有问题的，这也是我们敢于承诺双玻组件30年保质期的主要依据。后来很多制作双玻组件的公司对各种热熔胶膜EVA、POE、PVB都做了严苛的各种试验，结论出奇的一致，那就是可靠性没有问题。其实，关键是双玻组件的工艺过程要保证质量，达到设计要求，热熔胶膜不能与玻璃脱层，否则，水汽会沿胶膜与玻璃的界面向组件内部渗透。即使用丁基橡胶封边，工艺要求也要非常严格，要是有针孔，渗水则会更快。

还有电池串位移、繁琐的清洁组件过程、层压机参数设置、周转过程、测试方法、包装运输、安装方式、以及来自各方面的质疑声等其他许多方面的问题，就不一一叙述了。总之克服了种种困难，终于在2011年底实现了可以批量生产2.5+2.5mm双玻组件，当然那时候的良率和传统组件还是有一定的差距，这也在后面给其他双玻组件的倡导企业留下了足够的改进空间。

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感谢尚德，开发过程人才荟萃

2007年1月8日尚德公司颁布了《平面夹层玻璃晶体硅太阳电池组件》企业标准，起草人是刘皎彦、温建军、王栋、高瑞、马国忠。

2010年4月18日尚德公司又颁布了《建筑用光伏平面夹层玻璃组件》企业标准，起草人是鲍科芳、高娜、王栋、徐健、温建军、刘皎彦。当时在双玻组件生产线上负责的还有郭奇志、谢涛、范方军等人。

2011年11月11日，我们申请了《太阳电池双玻组件》的实用新型专利，专利发明人是温建军、王栋、王禹。

《太阳电池双玻组件》实用新型专利证书

2012年4月在尚德公司创业大厦室外试验场内，安装了背面用白色EVA做的两组双玻组件，至今已五年半了。2012年5月7日施正荣博士在创业大厦室外试验场，详细了解双玻组件的试验过程和各项性能。

左起：陈庆宫、聂俊波、焦喜力、顾敏、崔标、王栋、朱敏、

施正荣、温建军、曹圣龙、魏媚荷

2012年5月7日向施正荣博士汇报双玻组件研制情况

2012年9月6日在北京召开的第12届中国光伏大会暨国际光伏展览会上，我代表尚德公司发表了题为《一种无框双玻晶体硅太阳电池组件》的文章，详细介绍了我们研制双玻组件的过程，重点介绍了双玻组件的可靠性、边缘密封、破损问题、电性能、机械性能、成本分析、优势所在、生产工艺、安装方式等研究结果，并预示双玻组件必将会促使光伏发电更大规模的推广应用。该文作者为：温建军、王栋、曹圣龙、华子政、周豪浩、印冰、孙玉海、唐应堂、蒋玉齐、张光春、施正荣。

在第12届中国光伏大会上发表的文章

感谢尚德公司领导在2002-2013年间，对双玻组件研制的大力支持，有了尚德这个平台，才使我们这个团队经过坚持不懈的努力，为双玻组件的开发推广做了一些有意义的工作。2013年起，这些有着实战经验的人才分布在国内各个组件厂的一线，为推动双玻的深入开发和市场开拓做出了不可磨灭的贡献。

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发挥余热，我为双玻奔走站台

2013年至今，是双玻组件逐渐开花结果的时期，特别是天合光能在技术、市场上为双玻所做的推广，更值得一提的是，信义公司向业内大量推出了2.5mm的钢化玻璃，并实施以玻璃换双玻组件的营销方式。信义公司则用这些双玻组件建造光伏电站，这为双玻组件推广起到了极大的促进作用。

2013年8月我从尚德公司退休，10月加入海润公司技术团队，有幸能继续从事双玻组件的研发工作。在海润公司邵爱军副总裁等领导支持和工程技术人员的共同努力下，海润公司新桥、太仓、合肥基地分别建成了双玻组件半自动化生产线，至今已完成200多兆瓦的双玻组件。海润公司负责双玻组件生产的技术人员有夏俊杰、张蠡、李佩、李志。

海润光伏科技股份有限公司根据中国光伏行业协会2016年6月29日《关于印发2016年第一批光伏协会标准制修订计划的通知》的相关要求，正在与天合公司一起牵头编写《地面用双玻晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》（2016003-CPIA）标准。目前处于处理意见，完成技术预审稿阶段。该标准的起草人是海润公司的崔会英、王殿磊、王栋、钱亮、夏俊杰、温建军、张斌、李红波；天合公司的肖桃云、龚晶晶、徐建美。

今年8月31日，在呼和浩特召开的第十七届中国光伏大会上，我代表海润公司发表了《半框轻型双玻光伏组件》的文章，文章摘要如下，随着薄玻璃产业化技术的日趋成熟，以及采用双玻封装太阳电池工艺的不断完善，尤其是双玻组件优异的耐候性和低衰减性能，使得双玻组件逐渐成为地面电站市场的主流产品之一。目前市场常见的双玻组件产品由于重量较重，搬运、安装不太方便等种种原因，还不能对常规组件市场形成强有力的冲击。为此，我们设计开发了半框轻型双玻组件产品，希望以此产品来弥补双玻组件的不足，初步试验证明该产品技术成熟，效果良好，成本适宜。文章着重介绍了半框轻型双玻组件的设计概念，开发试验过程以及后续发展。此文作者为：王栋、温建军、钱旭豪、陈成。

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双玻组件，平价上网结构载体

现在，双玻组件在业内遍地开花，没有哪个公司不做双玻组件，各个公司的双玻组件产品争奇斗艳，百花齐放，玻璃厚度从2.5-0.8mm；热熔胶膜有EVA、POE、PVB、硅胶；无框、半框、全框都有；还有丁基胶封边、胶带包裹层压生成C型包边；安装方式也有压块、背挂、滑槽、四边胶粘等；双玻组件也成为了各种新型电池技术的结构载体，特别是双面电池（包括PERT、HIT、IBC电池等）的最佳搭配，双玻能为易碎的PERC电池保驾护航，双玻结合半片、叠瓦更显优势，就连MWT电池也计划用双玻来封装。未来，不管单多晶之争结果如何，双玻都能利用自身的优势与各种技术相结合，不仅是水面、高湿等恶劣环境，更可成为光伏其它分布式应用和集中式应用的标配。

不仅各大组件公司都做双玻组件，还有只做双玻组件的专业公司-青岛瑞元鼎泰、江苏康博电力等。瑞元鼎泰在上海SNEC 展会上邀请乌克兰俊男靓女们在双玻组件上表演的踢踏舞给我们留下了深刻的印象。

请欣赏视频：瑞元鼎泰——行走在双玻上的踢踏舞

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看到双玻组件如此兴旺发达，逐渐得到用户的认可，应用范围规模越来越大，甚感欣慰！今后我们的任务是设计、生产更薄、更轻、更容易安装、成本更低、效率更高、寿命更长、更符合用户要求的双玻组件。希望我们业内的朋友们，包括材料供应、双玻组件制造、光伏电站安装、业主共同努力，让双玻组件也能为实现光伏发电平价上网的梦想而出一份力！

2017 第三届“双玻+前沿技术”创新设计应用峰会将于2017.10.18-19日在北京举办，会议同期举办双玻组件+前沿技术创新贡献奖、最炫双玻奖、最佳人气奖以及“玻动我心”征文活动。

参评联系：

王女士 180 1772 1437（同微信号） 

何女士 180 1772 2437（同微信号）

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