高密度封装技术：叠瓦、叠焊、拼片3种技术路线对比分析！
编辑 | 国际能源网/光伏头条 团队
降低光伏度电成本，是助力当前能源战略的重点，在光伏降本压力下，以系统增效尤其是电池组件高效化推动成本下降，降低系统端业主的投资成本成为趋势，但在电池技术创新面临瓶颈，PERC已接近理论效率峰值，异质结、TopCon等短期无法突破成本壁垒的现状下，为达到更高功率和发电量，追求大尺寸路径，特别是以G12打破降本瓶颈，摊薄制造端生产成本，降低系统电站建设成本，实现收益最大化，已经成为行业共识。
但电池片与组件“一味求大”并不现实，除了因为辅材配套限制以外，组件尺寸运输以及重量等多方面因素的影响下，G12都将是较长时间内产业化应用的极限尺寸。从PVinfolink更新的价格信息来看，近期硅料价格持续爬高，最新硅料的价格已经突破200元/Kg，散单价格甚至突破了220元，硅成本进一步上涨。因此，业内企业在专注大尺寸路径外，越多关注实现“高能量密度”的路径，希望以更高发电效率分担不断上升的单瓦硅成本。
高密度封装技术有哪些优势呢？高密度组件相比传统组件，通过减少电池片间距，增加单块组件有效受光面积，实现组件更高的发电功率输出，有效降低系统端业主的BOS投资成本。此外，高密度组件基于传统组件的优化，在抗衰减、抗阴影、减低热斑效应等特性上有所改善，可以实现同功率同环境下更多的发电量增益，进一步降低系统LOCE。
目前市场上主流的高密度组件技术包括：叠瓦、叠焊、拼片，我们来分析各个技术路线的特点。
叠瓦技术：基于传统组件技术革命性的高效组件封装技术。
叠瓦组件利用激光切片技术将整片电池切割成数个电池小条，并用导电胶将电池小条叠层柔性联结，优化了组件结构，实现了电池片零片间距，充分利用了组件有限面积，相同版型可较其他类型组件多放置5%的电池片，有效提高组件受光面积。新一代高效叠瓦技术，采用创新电池表面优化技术，进一步提高了电流搜集的能力，实现了提高组件封装能量密度的极限。
由于叠瓦工艺采用导电胶实现电池片叠层互联，不需要跟像传统组件通过焊带金属与硅基接触实现电路串联，线损减少，有效降低热损耗。此外，电池片通过导电胶柔性连接，应力分布均为，不仅可以适应更薄的硅片有效降本，并且隐裂风险更低，而小片电池更可将隐裂影响限制在更小的区域，即使出现隐裂功率损失也会更少。在电路设计上，叠瓦组件实现全并联电路，具有较其他类型组件更好的抗阴影、抗衰减、抗热斑性能。目前叠瓦技术快速发展，成本优化下已接近常规组件，以环晟光伏为首的叠瓦组件企业正在发力，不断通过产能扩张实现高效叠瓦组件供应能力的提升。
叠焊技术：作为一种新型的半片技术，是在传统半片组件封装技术上的创新。
叠焊组件通过特殊的圆丝焊带将相邻半片电池片进行微间距‘重叠’焊联，极大缩减了传统焊接过程中的电池片间距，仅有0.2-0.5mm，实现了高能量密度。圆丝焊带较普通扁平焊带，横截面更窄，减少了焊带对电池片的受光遮挡，此外焊带圆侧面还增强了入射光线的反射以及前盖板玻璃的光线二次折射率，圆形焊带的引入有效解决了主栅遮挡和增加对电流收集能力的固有矛盾，提高了电池片的光线吸收利用，增加组件功率。
但叠焊工艺依然使用焊带来实现电池片“叠层”式互联，该技术难点在于电池片重叠区对圆形焊带的处理，以及重叠处的厚度控制，如果电池片重叠处无法与非重叠处做到厚度一致，组件在层压时就会有一定的隐裂甚至碎片的不良风险。并且，焊带本身有较强的应力，电池片间需要留有缝隙以释放应力，组件封装依然会存在一定的片间距，所以无法在高能量密度做到极限。目前隆基股份、晶科能源、天合光能等企业都推出了该技术类型的产品，技术发展程度相对较成熟，在市场上的占比较大。
拼片技术：同样是一种新型的半片组件封装技术。
拼片组件在电池片的正面采用三角焊带，背面采用超柔扁焊带，通过双焊带技术实现相邻半片电池片微间距进行焊联，片间距可缩至0.2-0.4mm，实现了高能量密度。拼片技术采用的三角焊带，在电池正面成立体焊接，近45o侧面夹角对入射光线的反射能力较圆形焊带进一步提升，可以更充分的利用反射增加电池对光线的吸收能力，增加组件功率。
但拼片工艺需要结合双焊带处理技术，工艺过程复杂，设备稳定性也未知，从产品性能上看，效率仍低于叠焊组件。此外，由于电池正面采用三角焊带的厚度较高，使得组件正面封装的EVA需要加厚，因此成本方面也会相应增加。但由于电池背面采用了超柔性焊带，使得电池片间距可较叠焊缩减，达到更为接近叠瓦组件的封装密度。目前拼片技术在行业内实际应用较少，主要有杭州瞩日提供拼片焊接设备。
总结
综上，从系统收益角度出发，“G12大尺寸”+“高能量密度”是高效组件技术应用发展的趋势。在高密度组件技术方面，叠瓦、叠焊和拼片是近两年技术讨论的焦点，这几项技术的核心均是通过缩小片间距来实现“高能量密度”，而只有叠瓦技术真正做到零片间距，将高密度封装做到了极致。
通过解析几种高密度组件技术，相比其他技术，叠瓦组件实现了太阳能电池片叠层联结封装上最佳的电路连接效果，也是目前降低系统投资成本的组件最优封装方案，但由于业主对于新兴技术的信任感偏低，加之当下产业应用的企业偏少，并且叠瓦技术缺乏长期对外宣传，所以业主对叠瓦技术尚未形成正确的认知。要知道所有促成行业变革的关键技术，都是通过组件降本提效，而叠瓦由于具备更高能量密度、更高发电性能、更先进的技术路线的特点，并且兼容下一代N型高效电池技术，兼容更薄硅片，更适应未来的行业发展趋势，必将推动光伏为实现绿色低碳目标注入澎湃力量。
来源：国际能源网/光伏头条