从一块石头到一度绿电：系列解读之组件篇
光伏产业链从硅料到硅片、电池片、组件，最终安装成光伏电站，实现光伏发电应用。紧接上篇“一块石头到一度绿电”系列解读文章，本文主要介绍光伏组件制造过程的相关工艺技术流程。近年来光伏组件技术高速发展，600W+时代已经到来，超高功率组件组件推动光伏度电成本持续降低。
根据最新版的《光伏制造行业规范条件》要求，光伏制造企业应采用工艺先进、安全可靠、节能环保、产品质量好、生产成本低的生产技术和设备，并实现高品质产品的批量化生产。对于光伏组件制造，技术创新永远是产业发展的永恒驱动力。天合光能拥有目前行业最领先的210至尊组件产产品，210组件生产规模全球第一，无论是产品技术的先进性，还是产能的规模化，智能化都处于行业先进水平。210至尊组件在分布式电站端有明显的额BOS成本优势，是真正的降本增效“利器”，深受分布式户用和工商业市场认可。
一
组件制造的实质
”
光伏组件的制造实质是封装过程，只有将电池片和其他辅助材料封装在一起，电池片才能够长久高效地产生电能。若单独使用电池片，则：
🔹 工作电压低，单片功率低；
🔹 厚度越来越薄；
🔹 栅线暴露在空气中非常容易氧化；
🔹 耐候性能差，衰减将会非常迅速；
🔹 安装运输将非常困难。
二
组件的智能化生产流程
”
目前国内新增光伏组件产线自动化程度均比较高，组件的生产工艺具体流程：激光切片、电池片焊接、叠层、层压、装框、固化、清洗、IV&EL测试等工艺环节，最终包装入库，流入市场。
01 电池片焊接
传统切片技术采用激光在超过1500℃的高温条件下对硅片表面进行熔融，切开一定深度后通过机械应力掰断，在切割面会存在细微的裂纹，最终影响电池片的机械轻度。天合光能210至尊组件采用行业领先的无损切割技术，使用低温激光技术，结合热胀冷缩的原理，硅片通过热应力自然分开，切割面不会产生任何微裂纹。无损切割后的电池片机械强度与未切割的整体电池片强度相当，远高于传统切割的电池片。
电池片焊接：根据要求，将电池片吹分开后，经过检测矫正放置于传输带上，使用红外线接触式焊接，将电池片及焊带焊接成串。
电池串外观&EL检查
无损切割强度对比
02 叠层
叠层工序主要将电池串继续进行电路连接，用玻璃、EVA胶膜、背板将电池片封装保护。目前组件生产车间基本实现了自动化流水线操作，所有的辅材裁切铺设、汇流条焊接均实现了自动化作业。
这里的背板也可由光伏玻璃代替，和封装胶膜、太阳能电池硅片经过层压机高温层压组成双玻组件，实现双面光电转换，增加电池受光面积。
叠层图
背板/EVA铺设
03 层压
层压工序是将敷设好的层叠件放入层压机内，EVA在一定条件下融化后将与电池、玻璃、背板粘结在一起。相对于传统的单层单腔层压机，新配置的双层三腔全自动层压机主要由入料级、层压级、固化级、冷却级、出料级堆栈式和附属功能设备吸尘器、真空泵、油炉等构成。
层压进料
出料堆栈
04 装框 （包含接线盒安装）
装框主要是用铝边框密封保护组件边缘，同时便于安装。目前的自动打胶机均能实现打胶均匀，和自动移载到机械手的抓取位置。打胶后分三段测试，无气泡、断胶、螺纹状等。全自动装框机都采用多伺服电机+滚珠丝杆，高精度，高刚性、调整范围大；多真空吸盘吸附方式，将层压件整平，溢胶均匀。
边框打胶
接线盒安装
自动组框
硅胶固化
05 IV及EL测试
IV测试：在STC标准测试条件（温度25℃，光强1000W/㎡，AM1.5）下对组件的功率进行测试。测量串开路电压（Voc）和短路电流（Isc）以及极性，最大功率点电压（Vmpp）、电流（Impp）和峰值功率（Pmax）的测量，光伏组件/组串填充系数FF的测量。
EL测试：根据半导体辐射复合释放光子的特点，对组件施加正向电压注入非平衡载流子，并通过光子探测器接收非平衡载流子辐射复合释放的光子，非平衡载流子浓度越高（正常区域）释放的光子越多，EL显示图像越亮，非平衡载流子浓度越低（缺陷区域）释放的光子越少，EL图像越暗，通过图像明暗关系即可反应组件内部电池缺陷情况。
IV测试
EL测试原理
耐压绝缘
EL测试
三
210至尊组件
先进技术优势介绍
”
01 光伏组件高功率发展趋势
从整个光伏行业组件功率技术路线图来看，最近三年来，随着硅片尺寸的升级，组件功率有了跨越性的发展。天合光能在整个光伏行业率先实现了210至尊组件的量产，成为行业超高功率组件的引领者，推动整个行业向更高功率段发展，在整个产业链实现降本增效，降低度电成本。
02 G12超大尺寸硅片
光伏行业硅片尺寸一直跟随着半导体行业晶圆尺寸发展的步伐，伴随半导体行业摩尔定律的驱动，半导体行业晶圆尺寸不断变大，光伏行业硅片尺寸也相应迭代。210mm尺寸几乎是目前光伏行业硅片的极限尺寸，预计未来至少5-10年，这不仅有助于光伏组件尺寸的标准化也有助于下游光伏系统设计的标准化。基于以上因素，光能选择210mm作为全新一代光伏组件的硅片尺寸。
03 多主栅电池技术
MBB技术是实现降低电学损耗和提升光学利用率最佳平衡的技术解决方案，随着电池片尺寸的增大，MBB已成为行业的主流技术。
电学方面：①MBB电池片电流横向收集路径会相对传统5BB提高30%以上；②MBB技术可以使电流流经细栅线到达主栅的路径显著缩短50%以上，有效减少了电流流经细栅产出的功率损耗；③MBB技术提高了电流的收集能力，组件功率对隐裂的敏感度大幅降低。
光学利用率的提升：圆形焊带的使用，使得入射光无论从哪个角度进入，都能在焊带区域获得约75%的利用率，而传统的5BB采用的平焊带对入射光的综合利用率仅5%以内。综上：综合电学性能的提升使组件功率相对5BB设计提升1%~1.5%。
04 多元化板型设计
210至尊组件包括背板和双面双玻两种类型，功率范围覆盖410W+到670W+，方案适用于农户屋顶，公共事业屋顶，工商业屋顶，农光互补、渔光互补、光伏+等多种场景。
在各种应用场景下，210至尊组件高于行业平均水平40~90W，为客户带来更多的价值。多元化的板型设计，平衡组件的电性能参数，优化组件面积、重量等性能，提高了系统安装时的设计兼容度，同时也避免了额外成本的增加以及玻璃等关键材料的供应限制。
05 无损切割技术
无损伤切割的核心原理在于激光热应力控制断裂技术，利用激光对材料进行局部加热，产生一个不均匀的温度场，不均匀的温度场会在材料表面产生温度梯度，从而诱发热应力的产生。在激光光斑处处于压应力状态，而激光光斑前后处于拉应力状态。由于脆性材料抗压刚度远大于抗拉强度，当拉应力达到材料的断裂强度时，就会使材料发生断裂，裂纹会随着激光及后续冷却的移动轨道稳定扩展。光能是行业内首家应用无损切割先进工艺的企业，不会造成额外隐裂。
其具体优势在于：
加工温度低，整个加工过程中温度低于250℃；
无粉尘产生，无需汽化或熔化过程即可实现对材料的分离；
无微裂纹，断裂面没有熔渣碎屑或微裂纹；
断面质量好，力学强度高；
无需机械裂片，切割完后实现材料自动分离。
四
天合600W+超高功率组件
系统价值优势
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01 工商业分布式光伏系统价值分析
02 户用分布式光伏系统价值分析
天合光能分布式后续还将带来从一块石头到一度绿电系列解读文章，帮助大家深入理解光伏各个生产环节，欢迎收藏关注！
作为全球领先的光伏智慧能源整体解决方案供应商，天合光能深耕分布式市场多年，始终聚焦客户价值，为绿色能源变革注入新动力，全力加速“双碳”目标！
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