2019年眾多光伏企業開始布局高效技術路線和產能。阿特斯更是在2019年伊始重磅宣布“2019年要和全片電池組件說再見，主推半片電池組件！”。

2019年1月24日晚8點，阿特斯通過官方直播間在線直播《2019年，阿特斯和全片電池組件說再見》。直播間邀請到阿特斯集團首席技術官邢國強博士，阿特斯組件工藝技術中心高級總監許濤博士，以及阿特斯全球質量管理中心高級總監王豐彥三位嘉賓，就2019年行業以及阿特斯技術發展路線做了全面解析。

邢國強
從P3到P5
多晶的成本，單晶的效率！

阿特斯高級副總裁、首席技術官邢國強博士談阿特斯近年來技術發展路線。

阿特斯既做單晶又做多晶，但是以多晶為主。阿特斯多晶技術和產品非常具有競爭力。


從2016年開始，阿特斯走在了多晶技術的最前沿。我們相繼推出多晶三代、四代和五代技術。P3，三代技術包括了MCCE黑硅技術加金剛線切片。P4，四代是在三代基礎上疊加了PERC背鈍化以及雙面等，我們正在加緊開發和導入P5技術，我們P5的目標是多晶的成本、單晶的效率。


阿特斯電池技術更新換代的速度可能讓我們很多朋友大跌眼鏡。在三年左右的時間里，我們淘汰了P2，淘汰了P3。從今年6月份開始，阿特斯步入“全PERC”時代，這恐怕在行業所有的Tier1公司里最早的了。

組件方面，阿特斯在不到三年的時間里我們推出了很多系列產品，如酷組件系列和海蒂曼疊瓦系列。在此基礎上我們又疊加了雙面技術和大尺寸。這些技術和產品也都是行業的“領航員”。

許濤
阿特斯雙核酷組件
高發電功率，低熱斑風險

阿特斯陽光電力集團組件工藝技術中心高級總監許濤博士，介紹阿特斯酷雙核組件背后的故事。

2019年，阿特斯將用雙核（半片）酷組件來取代全片電池組件。

阿特斯酷組件系列名最初來源于英文“cool”，有“涼爽、涼快”的意思。為什么要選這個詞？2016年，阿特斯開發高功率72片單晶PERC組件時發現一個問題。在組件功率達到高功率的同時，熱斑溫度成為了瓶頸。我們采用IEC61215的熱斑測試標準進行測試，發現熱斑溫度達到170度以上。而且出現了背板鼓包出油等現象。所以，嚴格按照IEC標準，這款組件是通不過熱斑測試的。經深入研究發現，這并不是偶然現象，它根植于全片電池組件的設計里。


全片組件的設計如圖所示，一共有六串，三個旁路二極管。這三個旁路二極管將整件組件分為三個子串。當某個子串中有電池因為遮擋、裂片等原因發電量下降時，子串內的其它正常電池會給它加熱，產生熱斑。

在最極端的情況下，一個子串中所有正常電池的以最大功率都給“壞”電池加熱，也就是大約1/3組件功率全部加在了熱斑電池上。所以每一串的電池越多，電池的功率越高，熱斑風險越大。這是為何72片組件比60片組件熱斑風險高，單晶PERC電池比常規電池組件的熱斑風險大的原因。

當然電池的質量對熱斑也會有影響。好的電池會改善熱斑風險，不過不能扭轉功率上升，熱斑風險變大的趨勢。我們發現這個現象后，雖然銷售給了我們很大的壓力，我們最終沒有推出72片單晶PERC組件。

在阿特斯的產品序列里，你是找不到這個產品的。

組件功率越來越高，熱斑風險越來越大。怎么解決這個矛盾？阿特斯雙核酷組件采用半片+雙電路設計，巧妙且低成本的解決了組件熱斑問題。


從圖中看出，阿特斯的酷組件有上下兩個電路，在中部并聯，保證輸出電壓與電流與全片組件類似。酷組件有三個二極管，由于雙電路，分為六個子串。當熱斑發生時，最大的發熱功率變為組件輸出功率的1/6，只有全片組件發熱功率的一半，熱斑風險大為降低。

不僅僅熱斑溫度低，酷組件的功率也更高。由于內部電流降為全片的一般，酷組件焊帶上電阻損耗降為全片組件的1/4，所以功率有效提高。同時由于雙電路設計，酷組件熱斑發熱功率下降，溫度與風險降低。


阿特斯在2016年設計的144半片單晶PERC組件，功率達到365W，比全片組件提高10W，而熱斑溫度下降到148度。嚴格按照IEC61215的測試標準，功率幾乎沒有下降，也沒有任何外觀缺陷，通過了組件熱斑測試。

王豐彥
阿特斯雙核酷組件
更低運行溫度、更小溫度系數、更多發電

阿特斯陽光電力集團全球質量管理中心高級總監王豐彥，談阿特斯雙核酷組件的優勢。

阿特斯雙核酷組件相比常規組件，有著更低的運行溫度、更小的溫度系數，發電量也更高。


在我們室內測試環境中，酷組件比常規組件運行溫度要低1.7度左右；在夏季室外工作環境下，酷組件運行溫度比常規組件要低約2.5攝氏度。組件室外運行溫度低2.5攝氏度，帶來的直接好處是酷組件比常規組件的每瓦發電量多了1%。這個數據也和Fraunhofer實驗室的測試數據一致。 

當然， 由于運行溫度的降低，也延長了組件產品的使用壽命。凡是使用過電腦、手機的人都知道，發熱量大的手機或者是電腦，它運行的穩定性和使用壽命，比發熱量小的要差一些，這主要是因為較高的溫度實際上有一個加速老化的過程。太陽能組件也是一樣，由于較低的運行溫度，減少了產品故障發生的幾率，有利于產品的使用壽命的提升。

除了低運行溫度以外，酷組件的溫度影響系數也比常規組件要小。一般常規組件的溫度系數約在-0.40%，即溫度每升高1攝氏度，每瓦發電量要降低0.40%; 酷組件的溫度系數約在-0.38%，即溫度每升高1攝氏度，每瓦發電量降低為0.38%，酷組件比常規組件少降低0.02%。在夏季運行環境模式下，酷組件每瓦發電量比常規組件大約要高0.4%。

酷組件與常規組件相比，運行溫度降低約2.5攝氏度，提升每瓦發電量約1%；溫度系數降低0.02%，提升每瓦發電量約0.4%；在某些電站上，抗陰影遮擋設計提升每瓦發電量大概要高于3-4%； 當然還有一些其他因素的貢獻，如年度衰減從0.7%降低到0.6%。


這是我們和美國加州的DNVGL實驗室合作測試了一段時間的發電量數據，酷組件平均每瓦發電量比常規組件高了7.4%，和我們的估計大致吻合。當然，由于電站設計的不同，環境不同，這個數據會有所變化。

許濤
阿特斯雙核酷組件抗遮擋能力強
雙核酷組件+豎出線+短導線黃金搭配

阿特斯雙核酷組件采用了雙電路設計，抗遮擋能力更強。在中國，大部分地面電站都是豎安裝。這是因為豎安裝比橫安裝的支架使用量大幅下降。據調查，優化設計后，豎安裝相比橫安裝1GW支架用鋼量可節省約5000萬人民幣。

不過對于豎裝的光伏系統，組件前后排陰影遮擋的影響更大。對于全片組件來說，豎安裝時，當陰影遮擋了組件最下部的一排時，三個子串全部受到影響，整件組件輸出功率大為下降。極端情況下，三個旁路二極管全部啟動，整件組件的輸出功率就降為零了。 


因此，在早晚時太陽斜射時，豎向安裝光伏系統的發電量較橫向安裝會大幅下降。早晚時，陰影遮擋也會造成一定程度的組件熱斑。雖然早晚發電量較低，熱斑溫度不會很高，不過長期對組件壽命仍會帶來負面作用。所以豎裝的光伏系統雖然安裝成本下降，但是電站發電量與發電壽命是會損失。

使用阿特斯的酷組件，我們反而推薦豎安裝。這是因為雙電路之間相對獨立，酷組件即使下面一半的電路全部被遮擋，仍然有大約一半組件輸出功率，陰影遮擋的影響大會為降低。不僅推薦豎安裝，我們還推薦采用大約300mm的短導線，比全片組件導線長度下降超過70%。


酷組件+豎安裝+300mm短導線，是發電量最優，性價比最高的黃金配置。酷組件豎安裝比全片組件在陰影遮擋方面發電量提高3-4%，短導線會進一步降低線損，提升電站發電量。

王豐彥
阿特斯雙核酷組件
三大可靠性優勢，有效避免組件失效

阿特斯雙核酷組件對提升系統可靠性，體現在以下三個方面：


1、酷組件接線盒節溫更低，降低接線盒失效可能性。

酷組件的二級管采用了全新的分體式接線盒。在同樣大小的電流下，新的接線盒的二級管工作溫度比常規組件降低了大約攝氏10度，這就減少了由于接線盒過熱造成失效的可能性。

2、減少電池失效，提升組件產品對于電池失效的容忍度。


和常規組件相比，酷組件采用半片電池串聯的雙核電路結構，如3U版型，把原來的72片整片電池變成72+72的半片電池。失效單元的計算從整片變成了半片，當一個半片失效，是1/144的失效，相比原來一片電池失效，就是1/72的失效，大大降低了電池失效對組件的影響，從而提升了產品的可靠性。

電池微隱裂就是一個典型的例子，由于電池微隱裂的延伸終止于電池邊緣，酷組件電池微隱裂延伸的可能性要比常規組件的影響面積最多要減少一半。微隱裂所造成的產品失效的風險由此大大降低了。 

3、酷組件降低電池焊接點熱脹冷縮效應，延緩組件的衰減和老化。


酷組件電池互聯結構的長度與常規組件相比，減少了將近一半, 互聯結構的熱脹冷縮尺寸變化絕對值也減少了將近一半。熱脹冷縮效應的降低，延緩了組件串阻的增加, 從而獲得了比常規組件更好的發電量與使用壽命。

我們從我們自己的實驗室老化測試的數據也獲得了證實，酷組件TC600測試衰減大約在1%， 比常規組件降低了大約一半。


2017年，美國NREL實驗室發表了最近十年組件失效的九大失效模式，其中，熱斑、電池裂片、IC失效、二級管及接線盒等問題赫然在列，熱斑是第一大失效模式。阿特斯酷組件直接針對這幾大失效模式，做了重點改善，使得組件的可靠性相比常規組件有了長足進步。

邢國強
阿特斯雙核酷組件產能規劃

什么是好的光伏產品？ 它一定是高效率、低成本、高可靠性。阿特斯雙核酷組件系列、海蒂曼疊瓦組件系列都滿足這三大特點。我們做技術的喜歡看圖說話。


可以看到阿特斯從2017年底到2019年底各類技術在組件產能中的占比。我們真正要和全片電池組件說bye bye了。阿特斯先進的產品給客戶帶來更大的收益，有效降低發電成本。

不久前，阿特斯用雙核酷組件產品成功中標了一個南美國家的367MW的項目，明年6月并網后，PPA電價低到了每度電僅僅2.1美分。這充分顯示阿特斯酷組件產品的性價比優勢。

互動解答

在互動問答環節，幾位嘉賓分別就觀眾感興趣的問題做了回答。

許濤博士在回答關于阿特斯酷組件的產能和出貨量情況時表示，阿特斯自2017年推出半片酷組件以來，通過改造已有產能以及新增產能，已經建成產能超過5GW。同時出貨量接近3GW。

在2018年12月，阿特斯的半片酷組件的產出超過了全片組件，成為阿特斯的“新主流”。2019年我們會在高效組件產品技改上繼續努力，向客戶提供更多高質量高性能的產品。

同時，許濤分享了阿特斯在研發半片組件過程中，遇到的一些技術難題和解決方案。許博表示，技術的設計是相對容易的，技術的實現其實非常坎坷。大家知道，半片需要高質量的自動化劃片。同時組件內電池的數量也增加了。

原來一條產線需要4臺焊接機，如果以同樣的速度焊接，需要8臺焊機。另外我們的雙電路設計對于中間匯流條焊接也提出了很大的挑戰。我們正式立項是在2016年07月左右，為了解決以上這些問題，花了整整9個月時間，在2017年04月正式量產。一量產發現，除了以上問題，還有很多新生的問題需要解決。當時我們成了一個攻堅小組，技術生產設備質量齊上陣。大家齊心協力，攻堅克難，最終實現了規模化量產。

中間的過程非常艱辛，不過收獲也很大。我們申請的與半片相關的專利，涵蓋電池、材料、設備、工藝等，一共有100余項。雖然現在有廠商在跟隨阿特斯走半片路線。相信我們的專利會給阿特斯帶來保護和領先地位。

對于客戶關心的如何從阿特斯半片電池技術中獲益？

王豐彥表示，使用阿特斯雙核酷組件，相比常規組件，產品的安全性和可靠性更有保障，包括：1.抗熱斑設計，避免了全片組件的熱斑風險。2.更低的運行溫度，從而延緩了組件的老化。3.更低的接線盒節溫，減少接線盒的失效風險。4.提高組件對電池失效的容忍度，降低電池失效的影響，如電池微隱裂等的影響。5.更小的熱脹冷縮影響，延緩Rs的增加，從而減小組件的衰減。

正是在這些提升的基礎上，阿特斯把酷組件的質保從常規組件的每年衰減0.7%，提升到每年衰減0.6%。這也正是我們對酷組件可靠性提升信心的體現。

第二大好處，使用酷組件，客戶可以獲得更好的LCOE。這是因為：1.雙核酷組件相比常規組件，使用同樣數量的電池片，單片組件的功率提升了10瓦左右，單片組件功率的增加降低了電站系統的成本。2.酷組件相對常規組件而言，有更高的每瓦發電量，包括抗陰影遮擋，更低的運營溫度，更小的溫度系數等。在我們示范的電站上，電站初期我們獲得了約7.4%的每瓦發電量增益。3. 25年的年度衰減質保從0.7%減少到0.6%。反映到每年每瓦發電量要增加1.25%左右，當然，不同年份的增益也不一樣，越往后，累積的效應越大。

關于半片和疊瓦，未來哪一個技術會獨領風騷？

邢國強博士給出了他的觀點，這兩個技術都是最近幾年才量產化的技術。阿特斯5GW的半片組件產能領先行業，同時我們海蒂曼HiDM疊瓦組件的產能也將進入GW級俱樂部。我們覺得這兩個技術在降本增效方面都還有很大的空間，與PERC和其他電池技術的搭配，與薄片化的搭配，以及不同的應用場景都會影響雙方的占比，但是在兩三年內不會一花獨放。