Фотоэлектрическая сварочная лента是太陽能光伏產業(yè)的一個細分領域,具有 “小產業(yè)、大市場 “的特點。我國光伏焊帶行業(yè)發(fā)展較為充分,以民營企業(yè)為主,行業(yè)的市場化程度較高。光伏焊帶企業(yè)與下游光伏組件制造企業(yè)的分布區(qū)域相匹配,我國光伏焊帶企業(yè)主要集中在江蘇、浙江地區(qū)。
光伏產業(yè)結構升級已成為未來發(fā)展趨勢,光伏焊帶性能提升也成為未來發(fā)展的需要。生產技術先進、生產能力強、自動化程度高、資金實力雄厚的光伏焊帶生產企業(yè)將更容易開發(fā)出符合市場發(fā)展趨勢要求的光伏焊帶產品,其市場占有率將進一步提高,行業(yè)集中度將進一步提高。
(1)光伏焊帶行業(yè)的基本情況
光伏焊帶,又稱鍍錫焊帶。光伏焊帶是光伏組件的重要組成部分,屬于電氣連接件,應用于光伏電池的串聯或并聯,對電的傳導起著重要作用,以提高光伏組件的輸出電壓和功率。光伏焊帶是光伏組件焊接過程中的重要材料,其質量直接影響到光伏組件電流的收集效率,對光伏組件功率和光伏發(fā)電系統(tǒng)效率有較大影響。
光伏電池的工作原理是光伏效應,即半導體材料(如硅片)在光的作用下會產生電位差,這有兩個必要條件:(1)能吸收陽光并產生帶負電和正電的載流子;(2)利用內部電場分離負載流子(電子)和正載流子(空穴)。常見的光伏電池及其工作原理如下圖所示:
光伏焊帶由基材和表面涂層組成:(1)基材為不同規(guī)格的銅,要求規(guī)格精確,導電性能好,有一定的強度;(2)表面涂層可采用電鍍法、真空沉積法、噴涂法或熱浸鍍法等特殊工藝,將錫合金等涂層材料,按一定的成分比例和厚度均勻地包裹在銅基材的表面。由于銅基材本身不具備良好的焊接性能,錫合金層的主要作用是使光伏膠帶滿足可焊性,并將光伏膠帶牢固地焊接在電池的主柵線上,從而起到良好的電流傳導作用。光伏帶的性能不僅影響到光伏組件中產生的光伏效應的集流和導流效率,而且對光伏組件的使用壽命也有至關重要的影響。
光伏帶的橫截面和工作原理見下圖:
由光伏膠帶連接的光伏電池與EVA膜、光伏玻璃、背板和邊框封裝在一起,形成光伏組件。光伏組件直接用于建設光伏發(fā)電系統(tǒng),如:利用光伏支架建設大型地面光伏電站,或直接安裝在屋頂形成家庭光伏電站。
(2)光伏焊帶行業(yè)的發(fā)展現狀
近年來,隨著光伏產業(yè)的發(fā)展,5BB焊帶向MBB焊帶的轉變已經完成。據中國光伏行業(yè)協(xié)會介紹,2022年,隨著主流電池片尺寸的增加,5個主柵基本不用于182mm尺寸的電池片,9個主柵及以上成為新的市場主流,其中9BB技術市場份額約為34%,10BB技術市場份額約為34.2%,11BB及以上市場份額約為31.8%。在不影響電池片遮光面積和串聯工藝的前提下,多柵電池片具有較好的應力分布均勻性,從而使碎裂率更低,導電性更好,功率更高。
(3)光伏焊帶行業(yè)的發(fā)展趨勢
光伏焊帶是光伏組件導電的關鍵部件,與光伏組件有上下游的關系,光伏焊帶行業(yè)的整體需求取決于光伏和組件生產的新增裝機容量。未來,隨著全球和中國光伏產業(yè)的快速發(fā)展,光伏組件的裝機容量將繼續(xù)快速增長,這將導致上游光伏焊帶的需求持續(xù)增長。
光伏焊帶技術趨勢隨著光伏電池技術更新而迭代。從光伏焊帶行業(yè)的發(fā)展趨勢來看,目前行業(yè)的技術方向主要集中在提高焊帶的機械性能,以及優(yōu)化焊帶的表面結構、外觀尺寸等方面,以降低焊帶的電阻率,增加電池的受光總量,從而提升光伏組件的功率。
電池片柵線從最初的2BB-5BB發(fā)展到現在的主流MBB,焊帶也從最初的壓延涂錫平焊帶發(fā)展到現在的圓形焊帶和異形焊帶等。目前,市場上主流的光伏焊帶產品是用于多晶硅組件的MBB焊帶,它比傳統(tǒng)焊帶更薄、更密,有利于減少電池片的遮擋,降低電池片的功率損耗。
未來,隨著TOPCon技術的發(fā)展,對SMBB焊帶的需求將逐漸增加,它可以縮短電流傳輸距離,減少柵線遮光,提高光利用率,有效降低組件的串聯電阻,最大限度地利用陽光,同時,它對電池片隱裂、斷柵、破裂等的容忍度更高,可以降低組件故障風險,提高組件的可靠性。