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光伏组件:被低估的技术创新高地

2022-10-24 10:13:11   来源:中国能源网   浏览:190 评论(0

一直以来,组件业务被“系统集成”身份压得喘不过气,材料成本占比高/毛利率较低、流动资金大、设备支出低/技术观感不强,是组件业务抬不起头的三座大山。

但是,没有千篇一律、一成不变的产业分析框架,光伏行业有其特殊性,组件环节尤为如此。

实际上,光伏行业真正的“系统集成”应该是光伏电站开发的EPC环节,而不是组件环节,组件仍然是制造端一个很有技术含量的创新高地,推动了上游的技术进步,也正在跟上下游不断技术融合。

是时候给光伏组件“正名”了。

01

历史上的组件技术创新

光伏行业的技术创新,我们将过多目光聚焦在了硅片及电池片环节,从单晶到多晶,从BSF到PERC再到N型,从TOPCon到HJT,等等。这也不奇怪,毕竟光伏的半导体属性决定了其核心在硅片及电池片环节。

组件环节的技术创新,似乎被轻视了。

实际上,尽管光伏组件是一个类“系统集成”业务,但其技术创新并不逊色。

在过去20年里,组件实现了多方面、多角度的技术迭代:从整片到半片,甚至三分片、四分片;从二主栅到三主栅、四主栅、五主栅以及多主栅(MBB),甚至SMBB;从单玻到双玻;从单面到双面;等等。

更重要的是,组件的技术创新支撑了上游电池片及硅片的创新。比如,没有组件多主栅的设计,就没有电池片银浆消耗的降低;没有封装工艺的进步,就没有焊带变细、异形焊带及薄片化的应用。

也因此,组件功率和效率也在不断进化,目前已经分别达到了700W+和22.5%+的水平。

我们常常忽略了组件技术创新对上游电池片、硅片以及焊带、胶膜、背板、串焊机等领域技术迭代的刺激或支撑作用。

上游的创新,都是以下游能够应用为前提,否则就是空中楼阁;而下游的创新,有时还能够带动上游的创新。这些在组件环节比较明显。

组件的技术创新地位不可磨灭,不容轻视。

02

未来的组件技术创新方向

在大尺寸、薄片化以及N型迭代的行业潮流下,组件环节也必然主动或被动创新,否则难以匹配上游的创新驱动和下游的需求刺激。

上游技术迭代风生水起,组件创新恰恰可以弥补上游技术迭代两面性中的不足部分,尤其是N型迭代过程中,银浆耗量大幅增加,组件环节如何在金属化方面进行创新,如何让栅线更细甚至无主栅,如何让PAD点更小更少,等等。

在薄片化方面,为了控制隐裂风险,如何让焊带变得更小、更柔性并提高封装可靠性,这是一个重要的努力方向。

在封装效率方面,高密度封装降低电池片间距也是一个重要技术迭代方向,如何实现在相同封装面积下放置更多电池片,叠瓦技术、柔性技术等已经开始登场。

比如,阿特斯7系列高功率组件采用了小间隙(PA)+异形焊带(HTR)技术,晶澳则推出了“零间距柔性互联技术”。

在N型时代,组件创新或许更加重要。

此外,在应用层面,结合“光伏+”不同应用场景的组件产品,也是技术创新的方向,尤其是分布式场景的BIPV近年成为各大组件企业竞相开拓的领域,天合光能推出了“天能瓦”,晶科能源则推出了“晶彩BIPV”。

组件技术的创新,正在走向综合性、多元化。

以阿特斯N型TOPCon组件(TOPBiHiKu7)为例,基于210mm尺寸硅片和电池,同时结合SMBB组件端技术,包括半片设计、无损切割技术,以及采用了精准的焊接降低银浆耗量、低衰减的封装材料技术,功率相比P型PERC双面组件提升了20~25W,组件效率从最高21.4%提高到22.2%。

总之,组件创新可谓百花齐放。

03

组件技术外延走向上下游融合

“一体化”浪潮,在组件环节最为显著。

组件企业自身,不断向上游进军,逐步涉及电池片、硅片以及硅料环节,甚至焊带、胶膜、支架及逆变器等环节。此外,部分组件企业还切入到下游光伏电站开发或投资运营环节,一体化链条颇长。

上游制造巨头,也不断染指组件环节,最典型的是硅片巨头隆基和硅料/电池片巨头通威先后战略布局组件业务。

下游能源巨头,对组件环节也是虎视眈眈,尤其是能源国企们,这个看起来“没啥技术含量”且“营收规模很大”的业务,非常符合国企的偏好。

可见,无论何类光伏巨头,也无论如何 “一体化”,组件都是必然的战略环节,可谓“兵家必争之地”,也是决定光伏巨头行业地位的“关键战场”。

光伏行业的超级巨头,只可能诞生在组件领域。

这个行业逻辑,跟组件环节的行业地位相关,本公众号在今年5月的文章“光伏组件的乘数效应”中,对组件环节的特性曾做了分析:

组件环节执光伏行业牛耳,乘数效应十分明显,在产业链一体化、场景多元化的背景下,向上可以深入制造端,尤其是技术迭代突出的电池片,获取超额利润;向下可以涉足场景端,尤其是海外市场和户用光伏,获取品牌及渠道溢价。

在以组件为中心的上下游“一体化”浪潮中,组件业务的技术创新,也逐渐与上下游融合。

一方面,与上游电池片技术融合。组件是若干电池片的集成,而组件本身也具有一定的光学效应,比如圆形焊带、三角焊带、双面组件等,如果电池片集成效率足够高,那么电池片与组件之间的物理区分或者工艺区分就越小,比如“无主栅”技术就具备了这样的雏形。当然,随着其他新技术的革新,组件与电池片的融合还有望加剧。

另一方面,与下游“光伏+”应用场景融合。最典型的就是“BIPV”,未来随着应用场景纵深化,还会有更多针对细分场景的组件产品,比如基于移动场景、家用场景的组件产品。近期,小米就推出了一款家用光伏产品。

随着以组件为中心的上下游“一体化”,组件业务的技术创新优势有望得到更大发挥,一方面促进上游尤其是电池片、硅片、焊接封装等技术创新与融合,另一方面促进下游基于“光伏+”的产品应用创新,推动场景渗透。光伏组件正在进入新的发展阶段,迎来新的发展机遇。


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