上届世界杯_世界杯韩国 - cngkpt.com

2023年光伏设备行业专题报告 0BB三种方案介绍

0BB能够降本增效 , 对H J T 而言0BB技术应用最迫切

0BB(无主栅)电池片环节取消主栅,组件环节用焊带导出电流

电池片正背面的金属电极用于导出内部电流,可分为主栅(Busbar)和副栅(又称细栅,Finger)。其中主栅 主要起到汇集副栅的电流、串联的作用,副栅用于收集光生载流子。

栅线图形由4BB、5BB发展到MBB(Multiple-Busbar,9-15栅)发展到SMBB(Super-Multiple Busbar,16栅 及以上),主栅变得更细(减少遮光损失、降低银耗)、更多(保证导电性能)。电池效率取决于遮光面积, 而遮光面积取决于主栅数量*每根主栅与电池片的接触面积,银浆成本取决于主栅数量*每根主栅银耗,主栅 变细能够减小表面对太阳光的阻挡、降低银浆用量,但变细会增大电阻,为了保证导电性能需要增加一定数 量的主栅保证电流通过的横截面积,故主栅设计的核心在于宽度与数量之间取得平衡。

0BB(无主栅)是SMBB技术的进一步升级。一方面直接取消电池片主栅,进一步降低银耗;另一方面在组件 环节用铜焊带替代原有主栅导出电流的作用,过去MBB组件焊带直径在0.2-0.4mm之间,而0BB焊带更细,直 径为0.2mm,遮光面积更小,理论上能够提升组件功率。

0BB能够降本增效,对HJT而言0BB技术应用最迫切

P型PERC电池:PERC电池正面的主栅和副栅为银浆,背面为银浆和铝浆(主栅银浆,副栅铝浆),目前量产的PERC单W银耗 约9.6mg,对应单W银浆成本为0.06元。PERC电池在背面通过PECVD镀上氧化物层和减反射膜层来减小背表面少子复合,为了 将电流导通,通常还对背部钝化层进行激光开槽,理论上不印背面银浆,只印铝浆的PERC电池片性能更高,但因为在组件串焊 环节,铝浆的可焊性差,所以背面主栅用银浆,副栅用铝浆,背面银浆烧结后在电池中主要起收集电流并提供焊接点的作用。

N型电池: N 型电池是天然的双面电池,N 型电池的背光面也需要通过银浆来实现如 P 型电池正面的电极结构,同时 N 型电池 的正面 P型发射极需要使用相对 P 型电池更多的银浆,才能实现量产可接受的导电性能,所以 N 型电池银浆单位耗量(mg/片) 高于 P 型电池。

TOPCon:以晶科为例,目前量产的TOPCon多为182尺寸16BB,单片银耗为104mg,单W银耗为12.7mg,对应单W银浆 成本为0.07元。

HJT: 由于HJT 电池采用的是低温银浆,而低温银浆的导电性能弱于高温银浆,因此需要提高银的含量来提高导电性, 所以 HJT 银浆耗量更大。 以华晟为例,目前华晟二期量产端为210尺寸15BB,后续20BB即将导入量产,目前15BB单片 银耗为250mg,单W银耗为23mg,对应单W银浆成本为0.15元;未来20BB单片银耗为210mg,单W银耗为19mg,对应单 W银浆成本为0.12元。

以上几种技术路线中,目前HJT银浆成本最高,HJT电池片降银浆诉求最为迫切。

金属电极对组件功率的影响主要包括 4 个方面, 1)遮光面积:电极的正副栅线均是由不透光的银颗粒和玻 璃体组成的,其覆盖在电池表面定会影响太阳光的吸收从而造成功率损耗;2)电流运输距离:电极在导出 电流的过程中,电流需横向穿过覆盖有金属栅线的电池顶层从而造成功率损耗;3)体电阻:金属电极的作 用是导出电流,其本身也有电阻,在电流导出过程中,必定产生功率损耗;4)接触电阻:金属电极和半导 体之间的接触电阻也会造成功率的损耗。

0BB能够减小遮光面积&缩短电流传输距离,提高组件功率。0BB通过更细、更多的焊带降低了遮光面积和 电流从副栅到主栅的运输距离,理论上能够提高组件功率,但目前尚未有定量数据。

0 B B 分 为 S m a r t W i r e 、 点 胶 、 焊 接 点 胶 三 种 方 案

根据焊带与电池片接触方式的不同,无主栅技术可分为 SmartWire方案、点胶和焊接点胶三种方案。 (1)SmartWire方案:先制作内嵌圆形铜焊带的有机薄膜(铜丝复合膜),将电池片串接后再通过层压 实现焊带与电池片的合金化,这种方案与其它方案最大的不同在于需要铜丝复合膜。 (2)点胶方案:先施加胶点体(UV胶、热熔胶等粘合剂),将整条焊带利用UV灯点胶固化在电池片上, 再通过层压实现焊带与电池片的合金化,这种方案与焊接点胶方案不同在于不需要焊接,点胶实现即可固定。 (3)焊接点胶方案:先将焊带焊接在电池片上,再点胶将焊带进一步粘贴在电池片上,再层压合金化, 这种方案与点胶层压方案不同在于需要进行焊接,焊接实现初步的固定、点胶进一步固定。 第二和第三种方案的点胶也可以通过印刷胶点的方式实现:点胶方式是通过针头进行,速度慢、均匀性不好、 比较费胶,而印刷的方式均匀性好且比较省胶。

0BB制备方案之一:SmartWire Connection Technology

SmartWire 的关键在于铜丝复合膜,主要包括电绝缘光学透明薄膜、薄膜平面上的胶粘剂层以及嵌入在胶粘 剂层中的多条平行带涂层的铜丝(焊带),铜丝由胶粘结层粘贴在薄膜的表面,其表面低熔点的合金涂层从 胶粘剂层中突出出来。

通过层压实现膜与细栅的合金化。铜丝复合膜与电池片连接,将电池片组串,随后与封装胶膜、背板或玻璃 重叠,在加热层压过程使焊带与细栅形成稳定电性连接。

将铜丝复合膜层压在相邻的电池片表面形成串联。与常规太阳电池封装工艺相比,无主栅太阳电池是使用新 型串焊机将铜丝复合膜铺设在两片电池的正、背面,实现相邻电池的串接,串接后的电池串经过排布、叠层 后,在一定的层压温度和压力下将铜丝和电池细栅压合在一起,形成欧姆接触。

0BB制备方案之二:点胶

点胶方案的关键流程主要包括(1)点胶:在每个电池片表面上进行点胶形成多个点胶体;(2)布线:沿着垂 直于每个电池片表面的细栅线的方向均匀间隔布置多条焊带,与细栅线垂直,(3)固定:UV灯照射使得焊带 均通过对应点胶体粘结于对应电池片上,同时每条焊带均与对应电池片表面的每条细栅线直接接触;(4)层 压:对电池组件进行加热层压,焊带与细栅形成合金连接。 与传统串焊在流程上的最大区别在于(1)点胶:通过点胶体将焊带粘结于电池片上,既可以将多个电池片串 联形成电池串,又可以保证焊带不在电池片上移动,为下一步电池组件的封装做准备;(2)层压合金化:通 过对电池组件进行层压形成欧姆接触。 该方案的优点在于设备简单、稳定性强,缺点在于EL检测时焊带下有阴影、焊带和电池片结合力不足。

0BB制备方案之三:焊接点胶

焊接点胶方案的关键步骤为(1)焊接:通过红外加热使得焊带表面合金或金属熔化并与电池片表面及细栅完 成初步连接;(2)点胶:在焊接好的电池片-焊带的指定位置施加粘附点,粘附点的数量过多会直接导致增加 工艺难度以及施加粘附点工艺周期,然而数量过少则达不到加固焊带和电池片的连接强度要求,因此根据遮光 面积和机械性能需要,粘附点数量3-8排;(3)固化:将电池串正面粘附点固化,继续将电池串搬运至下一工 站,将电池串保持一定温度条件下进行翻转,并在电池串背部施加粘附点,同时固化,形成电池串。 与点胶方案相比,焊接点胶方案最大的区别在于需要先焊接预固定,再通过点胶加固。先通过红外加热等方式 焊带和栅线形成连接,后续再进行点胶、固化进一步消除焊带与电池片连接不稳定的风险。 该方案的优点在于焊带和电池片的结合力足,不易脱栅,缺点在于焊接过程中容易导致断栅,对点胶精度要求 高,难度大、速度慢。

0 B B 产 业 化 进 程 加 速 , 2 0 2 3 H 2 有 望 实 现 量 产

相较于现在大规模量产的SMBB技术,生产0BB 的HJT组件带来的成本改变主要是:(1)银浆成本降低;(2)0BB点胶环节需要 绝缘胶,目前单W成本0.015元,未来规模化后降至0.01元;(3)丝印设备价值量由4000万/GW下降至2000万/GW(过去SMBB技术 需要4台丝印设备,正背面的主副删各需要一台丝印设备,由于0BB不需要印主栅,因此0BB的丝印环节只需要2台设备);(4)串 焊环节需要购置新的0BB串焊机,传统的SMBB串焊机价值量为2000万/GW,0BB串焊机价值量目前为3000万/GW,未来有望下降 至2000万/GW。

因此,不考虑现有SMBB产线改造为0BB产线,按照新上一条0BB产线,与当前已量产的SMBB进行对比,成本变化如下(备注1: 本测算不考虑银包铜的影响,因为银包铜主要应用于副栅中,而SMBB和0BB主要带来主栅变化,副栅改为银包铜对SMBB和0BB均 有相同的降本作用):我们判断0BB大规模量产后,相较于当前量产的15BB技术成本可降低约5分/W,相较于即将量产的20BB可降 低约2.5分/W。

2024年行业有望开启较大规模0BB设备招标

目前东方日升进展最快,组件大厂即将开启试样。(1)量产:东方日升2023年上半年有望招标量产订单,8月量产 0BB组件。(2)中试:正在中试的厂商包括通威、爱康、华晟、REC等。(3)组件大厂有望开启试样:隆基等组件 大厂在接触0BB设备厂商,天合有储备相关技术专利。

组件大厂对于0BB推动更有效,2024年有望开启大规模招标。隆基、天合、晶科、晶澳、阿特斯等组件大厂开始建 设GW级产能时,0BB会迅速放量,但由于2023年组件大厂新扩250-300GW TOPCon均为SMBB串焊机新产能,如果 快速推动0BB会导致组件厂利益受损,因此组件大厂在把握自身0BB试样和量产的节奏;同时0BB更适用于HJT,随 着HJT产能2024年大规模放量,我们估计2024年下半年大厂有望开启较大规模0BB招标。

参考SMBB放量仅一年时间,我们认为0BB放量速度很快。从SMBB的切入速度来看,2022年初行业开始试用SMBB, SMBB设备占奥特维2022年新签订单比重约20%,而到2023年初奥特维的串焊机出货均为SMBB类型,占比约95%, 我们认为0BB有望复制SMBB的放量节奏。

本 土 重 点 公 司

奥特维:传统串焊机龙头,0BB技术布局领先

奥特维作为传统串焊机龙头,0BB串焊机技术布局领先,多种技术路线均有储备。除了目前的点胶方案外, 奥特维也储备了类似SmartWire方案的铜丝复合膜路线,根据其专利显示,无主栅电池片的串联由焊带和上 下膜片实现,生产线包括卷绕焊带的焊带卷、焊带夹持装置、正面膜压具、背面膜压具、焊带裁切装置、电 池片提供装置、输送装置及热压装置等。

我们认为奥特维作为串焊机龙头,有望受益于0BB技术迭代。从SMBB的切入速度来看,2022年初行业开始 试用SMBB,到2023年初奥特维的串焊机出货均为SMBB类型,我们认为0BB有望复制SMBB的放量节奏,奥 特维新签订单有望维持高增速。

迈为股份:为推动HJT行业发展,拓展布局0BB串焊机

迈为股份作为HJT电池片整线设备龙头,也布局了0BB串焊机,2023年3月将于华晟处验证,采用先焊接 再点胶的方式。根据迈为专利,发明的0BB串焊机设备包括上料机构、焊带上料机构、治具上下线机构、 焊接机构、涂敷固化机构以及电池串输送机构等,取消了复合膜和电池片正背面PAD点,其减少光伏电池 片表面遮挡的同时,减少了银浆料的使用,极大的降低了成本。

迈为布局0BB串焊机的主要目的是为了推动HJT行业发展,0BB技术可以加速HJT产业化进程,关键并非参 与组件环节的设备竞争。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)