本刊記者 ■ 李鵬

截至本文發(fā)稿，經過多輪討論及征求意見，2019我國光伏新政尚待字閨中，光伏業(yè)界仍在翹首以待。雖然當前最終版新政的實施細則不詳，但總體改革思路已然明朗；從此之后我國光伏將不再預設指標，而是以市場競價的方式配置市場資源，鼓勵無補貼光伏項目建設，分類實施，量入為出，實施持續(xù)補貼退坡機制。如何面對市場競價短兵相接的新競爭局面，是當下光伏人需要深刻思考的大問題。

在我國經濟由高速發(fā)展轉向高質量發(fā)展的大背景下，我國光伏產業(yè)必然會順應這樣的趨勢。高質量發(fā)展靠什么？光伏產業(yè)發(fā)展初級階段那種單純靠規(guī)模、靠模仿、靠關系、靠偷工減料，搞“惡性價格戰(zhàn)”的模式將喪失生存空間；國家鼓勵以技術進步為背書的 “良性價格戰(zhàn)”，以技術推動光伏產業(yè)降本增效，才是光伏產業(yè)高質量、可持續(xù)發(fā)展的根本之道。事實證明，近幾年我國光伏產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的技術創(chuàng)新日新月異，成為光伏制造與發(fā)電成本快速下降的最重要動力源。

光伏增效降本有很多技術路徑，其是與高效電池成本不斷下降相適應的。封裝成本降低亦是突破成本瓶頸的一種方式，其中疊瓦作為一種高功率光伏組件封裝技術，隨著其先進的技術方案不斷迭代，近年來越來越受到產業(yè)和市場的高度關注，且目前已深受客戶青睞，疊瓦技術迎來了最好的發(fā)展時機。

疊瓦技術與其他高效太陽電池的兼容性如何？裝備技術能否如虎添翼?會帶來哪些新型材料的需求？疊瓦的技術經濟性空間到底有多大？與常規(guī)組件相比，疊瓦組件的穩(wěn)定性如何？帶著這一系列疑問，筆者參加了由中國可再生能源學會光伏專業(yè)委員會于3月15日在蘇州主辦的第18期“光伏微講堂”—— 疊瓦技術趨勢及發(fā)展論壇。此次會議由蘇州沃特維自動化系統(tǒng)有限公司(下文簡稱“沃特維”)獨家承辦，該公司董事長趙丹成為第18期講堂堂主，他與中國可再生能源學會光伏專委會秘書長呂芳共同主持了講堂的開場儀式。呂芳表示：“在2019年市場競爭配置加強，國際貿易壁壘和專利紛爭四起的情況下，中國光伏同仁更需銘記，只有‘是行業(yè)的’才‘是企業(yè)的’，只有‘是大家的’才‘是自己的’。我們需要比任何時候都自強內功，榮辱共擔”。

中山大學太陽能系統(tǒng)研究所所長沈輝教授、呂芳秘書長和東方日升副總裁黃強博士分別主持了上、下午的會議和沙龍討論。來自國內外研究機構、主要制造商、設備和材料供應商、電站業(yè)主、第三方測試認證與現場實證等的行業(yè)精英近400人齊聚早春的姑蘇，論道關于疊瓦技術的工藝、性能、裝備、材料、成本等熱點話題。

疊瓦技術之前生

來自中國科學院半導體研究所的研究員廖顯伯作了開場報告，他第一次公開講述了我國光伏疊瓦技術的發(fā)明與應用歷史，呂芳秘書長還現場展示了廖老師帶來的當年研制的疊瓦光伏組件，引起了與會代表的極大興趣。

呂芳展示廖顯伯最初研制的疊瓦組件

1968年初，代號為“651”的任務正式下達到中國科學院半導體所，任務是為“東1-A”衛(wèi)星研制光伏組件，所研制成的光伏組件實際是應用在1971年發(fā)射的“實踐一號”衛(wèi)星上。此光伏組件采用自行設計的“搓板型”結構，這是我國最早光伏疊瓦組件的雛形。

1971年3月3日，我國發(fā)射了第二顆地球人造衛(wèi)星，這是中國實踐科學探測與技術試驗系列衛(wèi)星中的第一顆，稱為“實踐一號” 。“實踐一號”衛(wèi)星采用硅太陽電池供電，在太空中正常運行了8年多，于1979年6月17日隕落。遠遠超過原定的1年的設計壽命，為我國設計和制造長壽命衛(wèi)星提供了寶貴經驗。

“實踐一號”衛(wèi)星星體是直徑為1 m的近球形72面體，上、下半球梯形平面上各安裝了14塊硅光伏組件，共計28塊光伏組件，1680片硅n+/p太陽電池(10 mm×20 mm)?！皩嵺`一號”衛(wèi)星依靠這28塊硅光伏組件與鎘鎳電池組成的供電系統(tǒng)進行供電。

由于當時研究任務特殊的緣故，此光伏技術未申請任何專利，而是作為機密文件被保存起來；該項科技成果最早公開的文字記錄是在1977年的科技成果登記表中，直至后來解密才得以公開。

疊瓦技術之今世

在接下來的環(huán)節(jié)中，行業(yè)政策研究專家、光伏疊瓦組件裝備制造商、光伏組件制造企業(yè)、組件材料生產商，逆變器企業(yè)、高等院校及檢測機構的代表分別分享了各自所研究的關于政策、技術和產品的成果，干貨滿滿。

國家發(fā)展和改革委員會能源研究所研究員時璟麗指出：2018年下半年以來，國內光伏產品價格和光伏發(fā)電成本下降顯著，組件價格從年初的2.7元/W降低到2元/W左右，EPC價格從5.5元/W降低到4元/W左右；目前具備達到完全不依賴補貼條件的全額上網的光伏發(fā)電項目的條件，但地域、數量有限。分布式光伏方面，非民用電價的、有一定自發(fā)自用比例的項目已經具備‘去補貼’的條件。因此，光伏發(fā)電平價上網或競爭配置大幅降低補貼具有一定可能性，但明確的、良好的政策環(huán)境是關鍵，持續(xù)的技術進步和產業(yè)升級是根本和基礎。據此，筆者以為，光伏疊瓦技術生逢其時，大有可為。

當前，疊瓦技術已經成為一種增加光伏組件功率密度的主流高效組件封裝技術。疊瓦技術采用無主柵設計，電池交疊互聯，無焊帶，其優(yōu)點是可通過交疊電池小片，實現電池片無間距，從而有效擴大了光伏組件的受光面積；同時，其具有電阻損耗小、銀漿用料少等特點，使光伏組件低成本、高功率的優(yōu)勢得以實現。采用疊瓦技術的組件工藝在很大程度上改變了傳統(tǒng)的組件焊接技術，進而帶來光伏組件產線的一系列變革性創(chuàng)新和升級改造。

光伏組件產線的變革性創(chuàng)新首當其沖的是生產設備。作為擁有疊瓦工藝及設備發(fā)明專利的企業(yè)，沃特維總經理魯乾坤針對疊瓦工藝、設備與組件性能之間的關系進行了講解。他介紹道，傳統(tǒng)組件由焊帶銜接導電，疊瓦組件則是由導電膠銜接導電。后者在功率提升、可靠性提升、發(fā)電密度提升等方面均有明顯優(yōu)勢，能夠實現相同電池工藝下，單位面積疊瓦組件的發(fā)電量最高。當某一片電池光照被遮擋時所產生的理論電流為1.8 A ，由于疊瓦組件所形成的反向電流比傳統(tǒng)組件低，因此，電池發(fā)熱程度也相對較低，而且留存于電池內的熱能可以通過前后銜接的電池有效導出，從而系統(tǒng)性地改善組件的長期可靠性。

根據光伏組件廠商代表所作報告中的實證數據顯示，2019年，隨著疊瓦組件裝備技術的深度研發(fā)、成熟和推廣，再加上高效電池的產業(yè)化，將使得光伏疊瓦組件比常規(guī)組件增加有效發(fā)電面積2%以上，能封裝更多的電池片，相比60片型光伏組件增多到68片；用導電膠替代焊帶避免了焊帶遮擋面積達到4%，緊密疊加的電池片及導電效果更佳的導電膠可降低組件內阻3%以上。這些優(yōu)勢使得疊瓦組件的功率比常規(guī)組件功率提升10%以上，功率突破350 W甚至更高。

疊瓦組件在可靠性方面表現更優(yōu)。由于柔性導電膠的形變彌補了電池片與焊帶等材料之間的熱膨脹系數的差異，故疊瓦組件具有比整片組件更優(yōu)異的高低溫循環(huán)性能，可以適應各種溫差環(huán)境；疊瓦組件還具有更低的熱斑風險，熱斑溫度下降25～30 ℃；由于疊瓦組件電池片間電流為整片組件電流的1/5或1/6，且用導電膠代替了焊帶連接，降低了傳輸發(fā)熱，因此組件工作溫度將低于整片組件及半片組件，以更低的工作溫度帶來更佳的功率輸出。

在系統(tǒng)端，更高發(fā)電能力的疊瓦組件適宜橫向安裝，在早晚受陣列陰影遮擋時，其組件功率輸出顯著高于常規(guī)組件；相比半片組件而言，疊瓦組件不僅效率更高，弱光發(fā)電能力也更好；支持1500V系統(tǒng)，超高功率與效率可帶來BOS成本的節(jié)省，提高了系統(tǒng)效率。

除了裝備技術過硬外，還需要相關輔助材料與部件跟進。目前，國內外的導電膠和背板材料、逆變器方面的廠商紛紛發(fā)力，以期為疊瓦組件保障質量、開發(fā)市場做好背書。

中國科學院電工研究所太陽能電池研發(fā)部主任王文靜研究員表示，疊瓦技術是增加組件功率密度的一種新型技術。但通過成本計算比較后發(fā)現，雖然疊瓦組件在功率上有所增益，但是在電池用量上有所損失，只有疊瓦組件較半片組件有較大的增益(20 W)時才能獲得合理的增益。此外，疊瓦組件較高的功率密度可使電站BOS投資降低，增加收益率。

正是基于以上的客觀分析，國內一些主流光伏組件廠商，如阿特斯、晶科、隆基樂葉、賽拉弗、天合、通威、協鑫、東方日升、林洋等，紛紛布局疊瓦組件，搶占新市場。

走進沃特維

作為本期光伏微講堂的東道主，沃特維長期致力于光伏行業(yè)先進光伏裝備和制造技術的科技創(chuàng)新和自主研發(fā)，目前以半片、疊瓦及IBC整套設備為主，擁有自主專利70余項，其中包括中國已經授權的疊瓦工藝及設備發(fā)明專利，是唯一具有點膠和印刷工藝量產設備的供應商。據悉，沃特維在2019年第二季度將推出產能大于3000片/h的疊瓦設備，且此設備可以實現點膠和印刷方案的現場改造，這將為光伏行業(yè)的降本增效做出貢獻。

呂芳向趙丹贈送微講堂定制的紀念冊

本期堂主趙丹曾作為多家光伏技術公司的創(chuàng)始人，長期深入太陽電池與光伏組件的生產，擁有多項關于電池與組件方面的專利，并在疊瓦技術方面擁有多項發(fā)明專利。筆者在聽完一天的報告后，意猶未盡，于是預約到沃特維參觀并對趙丹進行了專訪。

筆者走進了沃特維高效疊瓦組件設備生產車間，雖然是周六，這里的工作人員仍在加班加點地進行生產、調試工作，為的是及時完成接踵而來的訂單。

在與趙丹的交談中，令筆者感到意外的是，作為70后的他卻是中國較早進入光伏行業(yè)的“老兵”?；趯夥a業(yè)良好發(fā)展前景的預期，趙丹曾在2007年在江西新余創(chuàng)建瑞晶公司，開始從事太陽電池與組件的生產；之后又轉戰(zhàn)蘇州，開始進入已是紅海的光伏串焊機制造市場，憑借技術團隊的實力和市場拓展能力，沃特維用了不到兩年的時間，迅速躍居當年國內串焊機廠商的第3名。隨著光伏市場的變化，客戶對高效光伏組件產生越來越多的需求，趙丹敏銳地意識到高效光伏組件裝備將有很大的市場潛力，于是沃特維在國內率先開始半片切焊一體機的生產，為半片光伏組件的推廣奠定了基礎。2014年，他從自己公司多年從事串焊機和半片切焊設備研發(fā)生產的優(yōu)勢出發(fā)，成為國內第一家潛心研發(fā)疊瓦光伏組件裝備，并取得多項發(fā)明專利的公司，產品投放市場后獲得了良好反響。目前，沃特維已經成為國內領先并實現量產的光伏疊瓦組件設備生產商，當前出貨產能已達2 GW。趙丹表示，近年來，光伏疊瓦組件已經在浙江地區(qū)大量應用，以目前光伏市場的發(fā)展趨勢來看，未來2年內，光伏疊瓦組件市場有望達到10～25 GW的規(guī)模。

一個新產品、一項新技術能否獲得市場認可，最終還是看其技術經濟性如何。對于筆者所關心的疊瓦技術導致的光伏組件成本增加的問題，趙丹認為，目前單純來看，疊瓦組件成本是略有增加的，但終端光伏電站系統(tǒng)的綜合成本增加微乎其微，因為疊瓦組件高能量密度會帶來系統(tǒng)BOS成本和占地面積的減少；同時，組件單位功率發(fā)電量增益是顯著增加的，即單瓦發(fā)電綜合成本是下降的。另一方面，基于產品優(yōu)質、優(yōu)價的市場規(guī)律，目前疊瓦組件的價格比普通組件高0.2元/W左右，因此，疊瓦組件裝備投資正?？稍诩s3～6個月內收回。趙丹表示，疊瓦組件是目前市場發(fā)展的新熱點、新趨勢，勢必成為新的主流產品，光伏組件廠商應早上馬、早主動。

當前光伏技術迭代周期很短，對于產品升級問題，趙丹認為，目前所量產的組件功率不是終點，隨著電池設計優(yōu)化、組件內互聯優(yōu)化、導電材料優(yōu)化、電池分選優(yōu)化、裝備技術優(yōu)化等，組件功率提升將比傳統(tǒng)組件多13%以上的理論值。近幾年，疊瓦裝備技術已實現飛速發(fā)展，逐步從疊片距離、精度、在線監(jiān)測和產能上提升，使疊瓦生產固定投入降低40%以上，同時在線成品率已優(yōu)于傳統(tǒng)工藝；與此同時，單套產能已達到100 MW左右，已與半片及多主柵裝備相當。隨著疊瓦裝備的發(fā)展，疊瓦組件在未來1年便可實現相同電池工藝成為最高功率的組件、最低的單瓦組件成本、最高的生產在線成品率。

后記

光伏競價時代就要來臨，光伏平價時代已為期不遠。技術創(chuàng)新無止境，疊瓦光伏技術已然上路，我們期待它可以開辟一片光伏市場新藍海。