隆基發(fā)布最新技術(shù)白皮書 解碼“無隱裂智能焊接”技術(shù)

2021年5月21日，隆基正式發(fā)布“無隱裂智能焊接”技術(shù)白皮書，詳細(xì)介紹了其新一代高功率組件產(chǎn)品Hi-MO 5（182mm）所獨(dú)有的“無隱裂智能焊接”技術(shù)以及對此技術(shù)進(jìn)行的各項可靠性驗證。該白皮書進(jìn)一步表明，隨著大尺寸光伏組件在大型地面電站等場景下的大規(guī)模應(yīng)用，隆基獨(dú)有的“無隱裂智能焊接”技術(shù)可以切實保障光伏組件的載荷能力，使其在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)產(chǎn)生更多的發(fā)電量，為全球電站投資者、合作伙伴和廣大客戶帶去更多價值增益。

眾所周知，高效率光伏組件可以有效提升有限空間下的光伏裝機(jī)規(guī)模，降低光伏系統(tǒng)材料與設(shè)備投資成本，同時降低光伏組件本身對膠膜、玻璃等資源的消耗。因此，轉(zhuǎn)換效率的提升是光伏技術(shù)發(fā)展的永恒主題。

除了光伏電池效率的提升，組件端近年來出現(xiàn)了不少提高轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)，典型的如半片技術(shù)、多主柵技術(shù)。組件端技術(shù)的提效原理則主要包括3個方面：一是提高光學(xué)利用率；二是降低電學(xué)損失；三則是優(yōu)化組件尺寸。半片與多主柵技術(shù)均降低了焊帶上的電流從而降低了組件內(nèi)部的電學(xué)損失；多主柵技術(shù)所使用的圓形焊帶相比扁焊帶提高了組件的光學(xué)利用率，雙面電池搭配白色EVA封裝單面組件也是提高了光學(xué)利用率；尺寸方面，受益于設(shè)備加工精度的提升，電池片的間隙一直成縮小的趨勢；市場上也存在零電池片間隙的疊瓦技術(shù)；作為市場主流，成熟度最高的多主柵半片技術(shù)也試圖通過技術(shù)升級實現(xiàn)電池片間零間隙或微間隙，進(jìn)一步提高技術(shù)優(yōu)勢。隆基則在這方面做了長期、深入的研究，并于2020年6月29日將其獨(dú)有的“無隱裂智能焊接技術(shù)”通過新發(fā)布的Hi-MO 5（182mm）產(chǎn)品正式推向市場，使這款為迎接全球平價時代而打造的光伏組件真正實現(xiàn)了效率、功率、BOS成本、可靠性的綜合最優(yōu)。

 隆基“無隱裂智能焊接”技術(shù)采用的是一體式分段焊帶，其三角段可以最大化利用正面太陽光，扁平段可以高可靠地實現(xiàn)電池片微距互聯(lián)。經(jīng)多次驗證，應(yīng)用該焊接技術(shù)可以使組件效率較常規(guī)多主柵產(chǎn)品再提升0.3% abs.。

無隱裂智能焊接技術(shù)示意圖

在組件生產(chǎn)過程中，要實現(xiàn)電池片零間距或微間距互聯(lián)的主要技術(shù)難點就在于制造精度的控制和避免隱裂的產(chǎn)生。使用常規(guī)圓焊帶直接零間距或微間距互聯(lián)顯然存在問題，因此市場上出現(xiàn)了“圓焊帶整形”的技術(shù)方案，即在電池片串焊階段，實時地將電池片連接處的焊帶打扁。

圓焊帶整形方案實物圖

通過“圓焊帶整形”技術(shù)方案可實現(xiàn)電池片疊瓦式互聯(lián)，此時電池片排列密度最高，該技術(shù)的缺點在于：三明治結(jié)構(gòu)仍然在連接處容易出現(xiàn)小隱裂，小隱裂在組件長期應(yīng)用中會發(fā)生擴(kuò)展，因此該技術(shù)提效的同時降低了組件的可靠性；另外，電池片重疊的部分無法受光發(fā)電，同時為降低隱裂的產(chǎn)生需要更厚的封裝膠膜，因此組件成本有較明顯的提高。

之后行業(yè)中又出現(xiàn)了微間距互聯(lián)的“圓焊帶整形”方案，該方案避免了較高的成本，但電池片間要保持一定間隙避免接觸在工藝控制上的難度是進(jìn)一步增加的，同時連接處存在小隱裂的問題有所緩解但仍然存在。

隆基在組件生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用的是一體成型的分段式焊帶，焊帶成型后經(jīng)退火消除內(nèi)應(yīng)力，可以高良率、高可靠地實現(xiàn)電池片微間距互聯(lián)，完全避免了小隱裂問題，因此可以稱為“無隱裂智能焊接”。

此外，在光學(xué)利用率方面，三角狀的焊帶相對于圓焊帶不僅對直射光的利用更高，在非直射光的情況下，由于利用的是一次反射光而非二次反射光，其不同入射角下的效率損失也較圓焊帶略低，因此在發(fā)電性能上有一定優(yōu)勢。

智能焊接與常規(guī)多主柵結(jié)構(gòu)示意圖

一體式分段焊帶的柔性互聯(lián)，一方面因其在電池連接處為扁平形狀，在串焊、層壓過程中焊帶均不會發(fā)生較大變形；另一方面相對圓焊帶整形，一體式分段焊帶為一體成型，成型后經(jīng)退火過程消除內(nèi)部應(yīng)力，因此屈服強(qiáng)度低表現(xiàn)出柔性。柔性的焊帶使電池片與焊帶連接處的應(yīng)力低，避免了小隱裂的產(chǎn)生。折彎實驗中，一體式分段90°折彎20次斷裂，整形后的圓焊帶則折彎7次就會斷裂。將一體式分段焊帶和整形圓焊帶封裝在同一小樣件中(電池片微間距)，可見使用整形圓焊帶的位置產(chǎn)生了小隱裂，一體式分段焊帶處無隱裂產(chǎn)生，如下右圖所示。

為進(jìn)一步驗證“無隱裂智能焊接”技術(shù)的可靠性優(yōu)勢，隆基技術(shù)團(tuán)隊封裝了三種182組件，分別采用智能焊接技術(shù)、圓焊帶整形技術(shù)及常規(guī)圓形焊帶，分別做了動態(tài)機(jī)械載荷(DML)、靜態(tài)機(jī)械載荷(SML)以及序列測試，結(jié)果如下?？梢姴煌瑴y試中采用智能焊接技術(shù)的182組件均表現(xiàn)出最低的功率衰減。序列測試為”靜態(tài)載荷→動態(tài)載荷→熱循環(huán)”，更貼近組件長期使用的實際工作狀態(tài)，經(jīng)該測試采用圓焊帶整形技術(shù)的組件功率衰減4.95%，9塊電池片嚴(yán)重隱裂；采用常規(guī)多主柵技術(shù)的組件功率衰減6.65%，出現(xiàn)了大范圍的貫穿隱裂；采用智能焊接技術(shù)的組件衰減則僅衰減2.90%。

作為全球最具價值的太陽能科技領(lǐng)軍企業(yè)，隆基一直秉承“穩(wěn)健可靠、科技引領(lǐng)”的品牌理念，始終堅持以客戶價值為中心，保持產(chǎn)品領(lǐng)先和技術(shù)創(chuàng)新，矢志不渝地推動光伏行業(yè)變革以及可再生能源在全球范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。隆基此次面向行業(yè)推出的 “無隱裂智能焊接”技術(shù)，在多主柵半片技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了光伏組件效率，同時也顯著提高了組件全生命周期的可靠性。未來，隨著大尺寸光伏組件在大型地面電站等場景下的大規(guī)模應(yīng)用，隆基獨(dú)有的“無隱裂智能焊接”技術(shù)可以切實保障光伏組件的載荷能力，使其在全生命周期內(nèi)產(chǎn)生更多的發(fā)電量，為全球客戶帶去更多價值增益，為“碳中和”目標(biāo)的實現(xiàn)貢獻(xiàn)更多綠色能源。