光伏焊带是太阳能光伏产业的一个细分领域,具有 “小产业、大市场 “的特点。我国光伏焊带行业发展较为充分,以民营企业为主,行业的市场化程度较高。光伏焊带企业与下游光伏组件制造企业的分布区域相匹配,我国光伏焊带企业主要集中在江苏、浙江地区。
光伏产业结构升级已成为未来发展趋势,光伏焊带性能提升也成为未来发展的需要。生产技术先进、生产能力强、自动化程度高、资金实力雄厚的光伏焊带生产企业将更容易开发出符合市场发展趋势要求的光伏焊带产品,其市场占有率将进一步提高,行业集中度将进一步提高。
(1)光伏焊带行业的基本情况
光伏焊带,又称镀锡焊带。光伏焊带是光伏组件的重要组成部分,属于电气连接件,应用于光伏电池的串联或并联,对电的传导起着重要作用,以提高光伏组件的输出电压和功率。光伏焊带是光伏组件焊接过程中的重要材料,其质量直接影响到光伏组件电流的收集效率,对光伏组件功率和光伏发电系统效率有较大影响。
光伏电池的工作原理是光伏效应,即半导体材料(如硅片)在光的作用下会产生电位差,这有两个必要条件:(1)能吸收阳光并产生带负电和正电的载流子;(2)利用内部电场分离负载流子(电子)和正载流子(空穴)。常见的光伏电池及其工作原理如下图所示:
光伏焊带由基材和表面涂层组成:(1)基材为不同规格的铜,要求规格精确,导电性能好,有一定的强度;(2)表面涂层可采用电镀法、真空沉积法、喷涂法或热浸镀法等特殊工艺,将锡合金等涂层材料,按一定的成分比例和厚度均匀地包裹在铜基材的表面。由于铜基材本身不具备良好的焊接性能,锡合金层的主要作用是使光伏胶带满足可焊性,并将光伏胶带牢固地焊接在电池的主栅线上,从而起到良好的电流传导作用。光伏带的性能不仅影响到光伏组件中产生的光伏效应的集流和导流效率,而且对光伏组件的使用寿命也有至关重要的影响。
光伏带的横截面和工作原理见下图:
由光伏胶带连接的光伏电池与EVA膜、光伏玻璃、背板和边框封装在一起,形成光伏组件。光伏组件直接用于建设光伏发电系统,如:利用光伏支架建设大型地面光伏电站,或直接安装在屋顶形成家庭光伏电站。
(2)光伏焊带行业的发展现状
近年来,随着光伏产业的发展,5BB焊带向MBB焊带的转变已经完成。据中国光伏行业协会介绍,2022年,随着主流电池片尺寸的增加,5个主栅基本不用于182mm尺寸的电池片,9个主栅及以上成为新的市场主流,其中9BB技术市场份额约为34%,10BB技术市场份额约为34.2%,11BB及以上市场份额约为31.8%。在不影响电池片遮光面积和串联工艺的前提下,多栅电池片具有较好的应力分布均匀性,从而使碎裂率更低,导电性更好,功率更高。
(3)光伏焊带行业的发展趋势
光伏焊带是光伏组件导电的关键部件,与光伏组件有上下游的关系,光伏焊带行业的整体需求取决于光伏和组件生产的新增装机容量。未来,随着全球和中国光伏产业的快速发展,光伏组件的装机容量将继续快速增长,这将导致上游光伏焊带的需求持续增长。
光伏焊带技术趋势随着光伏电池技术更新而迭代。从光伏焊带行业的发展趋势来看,目前行业的技术方向主要集中在提高焊带的机械性能,以及优化焊带的表面结构、外观尺寸等方面,以降低焊带的电阻率,增加电池的受光总量,从而提升光伏组件的功率。
电池片栅线从最初的2BB-5BB发展到现在的主流MBB,焊带也从最初的压延涂锡平焊带发展到现在的圆形焊带和异形焊带等。目前,市场上主流的光伏焊带产品是用于多晶硅组件的MBB焊带,它比传统焊带更薄、更密,有利于减少电池片的遮挡,降低电池片的功率损耗。
未来,随着TOPCon技术的发展,对SMBB焊带的需求将逐渐增加,它可以缩短电流传输距离,减少栅线遮光,提高光利用率,有效降低组件的串联电阻,最大限度地利用阳光,同时,它对电池片隐裂、断栅、破裂等的容忍度更高,可以降低组件故障风险,提高组件的可靠性。