大尺寸、半片、多主栅等技术发展迅速，哪些设备发展势头更好
发布时间：2024-05-20 11:20:32 浏览量：0

　　在降本提效的背景下，光伏组件环节出现多重变化。光伏降本提效，以推动光伏发电度电成本的降低，进而拓展光伏发电的应用场景，整体装机规模扩张，促使光伏组件产能扩张，利好光伏组件设备需求的放量。光伏平价渐行渐近，组件行业降本提效动力十足，其主要路径为：1）提高生产效率，降低单瓦成本，以大尺寸组件为代表；2）减少封装损失率，对电池片进行多切，目前以半片为主流；3）提高光电转换效率，包含多主栅和无主栅等技术；4）提高电池互联密度，采用叠瓦和拼片技术。

　　激光划片机、多主栅串焊机、叠瓦焊接设备或将深度受益。组件尺寸大型化和技术迭代， 必然带来组件设备的更新换代。在与各工艺环节相对应的组件设备中，受益于上述变化的主要有串焊机、激光划片机和叠瓦焊接设备等设备，其中，从受益路径的条数上看，受益最充分的为串焊设备。具体而言，激光划片机或将受益于电池片多切、拼片、叠瓦的技术趋势，串焊机有望受益于大尺寸、电池片多切、多主栅、无主栅、拼片组件的发展，叠瓦焊接设备将受益于叠瓦组件渗透率的提升。

　　新型组件技术互相叠加，有望推动不同种类的设备需求同时落地。新型组件技术之间可做多种组合，互相叠加。据分析，除了个别技术相互之间有所排斥，大部分技术，如大尺寸、半片、多主栅、叠瓦，拼片、双玻、双面等，基本上可实现互相兼容。考虑到不同的工艺技术将对设备提出不同的需求，新型组件技术的互相叠加，可推动不同种类的设备需求同时落地。

　　硅片尺寸不断增大，大尺寸组件可以显著降本。大尺寸组件包括“182 组件”和“210 组 件”，其中 182 和 210 指的是硅片尺寸。硅片尺寸增加，可降低组件成本，其降本机理为：

　　1） 通量价值，硅片尺寸增加，现有设备产能增加，单瓦组件所摊销的人力、折旧等成本降低；

　　2） 饺皮效应，利用材料的余量价值，如挖掘边框的强度余力、支架的强度余力等；

　　3）块数相关成本，本质仍是利用材料的余量价值，这一成本仅与组件块数相关，而与组件面积无关，主要节约体现在接线盒、灌封胶、汇流箱、直流电缆等环节。以 M2 升级到 M6 尺寸为例，上述三种机理降本的幅度约为 2.9/5.58/2.18分/W，总成本节约超过0.1元/W。

　　大尺寸组件具有更强的产品竞争力。正如文中分析所示，随着硅片尺寸的扩大，新型组件可以通过增加少量的硅片成本，获得更高的组件端成本节约。更高的产品性价比，将大幅提升大尺寸组件的产品竞争力。

　　大尺寸组件渗透率提升速度较快，利好串焊机发展。数据分析显示，2021年大尺寸组件的渗透率和传统 158/166 尺寸的组件平分秋色，2022 年，大尺寸组件的渗透率已一举提升至 90%，成为组件市场的绝对主流产品。硅片尺寸增加，电池片版型需做相应调整，常规串焊机不能兼容，需配备新型串焊机以制备大尺寸组件。因此大尺寸组件渗透率的提升，将利好串焊机发展。

　　半片组件技术可减少封装功率损失，提升组件功率。半片组件技术运用激光切割法，沿垂直于电池片主栅线的方向，将标准规格的电池片切分为两片相同的电池片。根据测算， 半片组件与常规组件相比，功率可以提升 5-10W，主要原因在于：

　　1）半片组件封装损失仅为 0.2%左右，而常规组件的封装损失一般大于 1%；

　　2）半片组件采取并串结构，在相同遮挡的情况下，半片组件的阴影遮挡损失更小。同时，半片组件内部电流和内损耗减少，因此组件及接线盒的工作温度有所下降，热斑几率大幅降低，组件的安全性和可靠性大幅提升。

　　半片组件的应用将进一步打开激光划片机的成长空间，利好串焊设备发展。半片组件在常规组件的设备线中，需增加激光划片机对电池片进行划片，激光划片步骤可内嵌至串焊机中， 替换为划片串焊一体机。同时，因加工动作翻倍（一片划为两片或更多），导致单机产能下降， 同等装机规模下，适用于半片或更小片电池片的焊接设备需求量将会增加。因此，半片或更小片的电池片组件渗透率的提升将带动激光划片机、串焊设备（多主栅串焊机、叠瓦焊接设备等）的需求增长。

　　多主栅技术具备光学和电学增益，同时可大幅降低银浆成本。多主栅即电池片具有7条以上的主栅线。提效方面，多主栅可以提高电池受光面积、降低电流热损耗以提高电池功率， 光学利用率可由 5%以下提升至 40%以上，最终组件功率可提升 10W 以上。降本方面，多主栅通过减少主栅宽度，增加主栅数量，可以减少银浆用量，常规主栅电池片正银耗量约为 110mg，多主栅电池（以 12 栅为例）正银耗量约为 70mg，银浆成本节约幅度可达 36%。

　　无主栅技术可提高组件效率，降低组件成本，同时增强组件的可靠性。无主栅技术以圆形镀层铜丝连接电池细栅，汇集电流，实现电池互联。提效方面，铜线的截面为圆形，因此在制成组件后，其遮光面积可减少30%，电阻损失降低，组件总功率可提高3%。降本方面，主栅材料采用铜线，可减少银材料用量约80%，大幅降低生产成本。可靠性方面，相比其他主栅组件，当无主栅电池遇到断栅或隐裂时，该情况对电池整体电流收集的影响程度明显降低，对组件最大输出功率的影响更小，因此其性能更加可靠。

　　拼片在半片的基础上进行高密度封装，或可带来封装收益。拼片组件的特点为“高密度”封装和三角焊带。拼片组件在半片封装的基础上，片间距仅为半片组件的四分之一，同时将扁平焊带改为三角焊带，可有效利用之前扁平焊带所遮挡的光线，提升组件发电效率。

　　多主栅组件、无主栅组件、拼片组件将厚增串焊设备技术壁垒，推动多主栅串焊机和高精度串焊机发展。相比常规组件，多主栅组件的主栅线数量增加，宽度变窄，焊带的形状由扁平状变为圆柱状，而无主栅组件去掉主栅线，代之以圆形镀层铜丝连接电池细栅，拼片组件则在电池互联环节，将片间距缩小四分之三，并将扁平焊带变为三角焊带。上述三种技术对于设备的焊接能力、精度、稳定程度的要求均有大幅提升，传统串焊机难以兼容新型技术，需更换高精度串焊机以完成焊接。

　　叠瓦技术提升电池片封装密度，可带来多方收益。叠瓦技术取消焊带，以导电胶取代金属焊带，利用导电胶粘合激光切割后的电池小片。叠瓦组件的无焊联接并联发电，可带来低内阻、 高可靠性、低功率衰减、高电池密度、更多有效受光面积等优势。

　　叠瓦组件可打开多设备成长空间。叠瓦技术从本质改变了电池片互联的方式，是传统组件串焊连接的替代工艺，通过对叠瓦技术工艺的分析，对比传统组件，叠瓦组件需要在三个工艺环节处增加相应设备：

　　1）焊接前，需将电池片划片分为 5 片或 6 片，因此需新增激光划片机；

　　2）区别于汇流条焊接，叠瓦采用导电胶进行连接，因此需新增丝网印刷机；

　　3）电池片互联环节，通过使导电胶高温固化，进行叠片，因此需增加叠片焊接设备。

　　龙头厂商密集发布大功率新型组件。在新技术变革的推动下，随着供应链和工艺技术的成熟度不断提高，新型组件产品密集发布，各大光伏龙头企业纷纷推出大尺寸、三分片和多主栅、拼片等新技术的大尺寸组件的放量或超预期，点燃对激光划片机、多主栅串焊机等设备的增量需求。

　　新型组件推动设备放量，现将组件设备细分为激光划片机、串焊机、层压机、流水线体、端焊机、功率测试仪，兼顾设备存量替换和增量更新的产能需求，以测算相应的市场规模。其中，流水线体主要包括：自动上玻璃机、EVA 铺设机、排版机、横向和纵向输送机、EL 测试仪、打胶装框一体机、生产总线控制系统等。在单 GW 组件产线的设备投资中，串焊机和层压机的价值量较高，投资占比约为 33%和 13%。

　　虽然不同技术利好的设备不同，但是大尺寸硅片、半片技术和多主栅技术往往相互叠加，所以各设备在2021至2023年的设备产能需求中的渗透率均为100%。

　　未来几年，受益于较高的单GW价值量和迅速提升的渗透率，串焊机市场在单一设备的细分市场中的规模最大，或为此轮技术迭代周期中最大赢家。

　　在此技术发展浪潮下，HJC999黄金城总区新能源紧跟技术进步趋势，始终保持对新技术的研发储备与产业化进度跟踪，潜心研发生产出元武系列BC串焊机，设备专为BC电池片串焊定制，兼容166 ~210mm尺寸，5~20BB电池片，产能可达6000片每小时，1台即可满足150MW产线的生产需要。未来几年，在光伏行业不断突破扩容的重要驱动因素下，相信HJC999黄金城总区元武系列BC串焊机在提升产线自动化智能化水平、改进工艺、有效降低人工及制造费用等方面将发挥更大的作用。