一個肉眼難以察覺的裂紋,到底會造成多大的“殺傷力”?
有不少光伏電站并網后出現了發電量“莫名其妙”下滑,維護費用越來越高,甚至可能面臨漏電起火的風險。追根溯源,這一切的“元兇”可能只是電池片上頭發絲般的微隱裂,也正是這些“隱形殺手”正持續不斷蠶食電站的收益。如今,這一問題在行業內愈發普遍,給電站運營帶來了諸多困擾。
對于下游客戶來說,光伏電站是一項長達30年之久的固定資產投資,而光伏組件占該投資近三分之一。結合新一輪的產業周期,除了日新月異的效率追趕,可靠性和可持續性成為電站全生命周期內愈發不可忽視的重要指標。
當光伏無可阻擋地走向主力能源的“大江大海”,“隱裂”這一“隱形殺手”不除,必將影響產業未來可持續發展的大格局。
“隱形殺手”到底有多大的破壞力?
光伏電站的運營生命周期長達30年,可靠性至關重要。然而過去很長一段時間,光伏業內對隱裂問題的關注似乎并不夠。
何為“隱裂”?隱裂是指光伏電池片上產生的細微裂紋。根據裂紋的形狀,可分為橫向貫穿裂,縱向貫穿裂,網狀裂和交叉裂等。由于減反膜和鋁背場的隱蔽,這些裂紋肉眼難以察覺,卻對光伏板的性能產生嚴重影響。
“隱裂”如何產生?包括運輸安裝過程中的磕碰、冰雹和風沙等惡劣天氣造成光伏板的物理傷害,以及電池結構、生產工藝和材料匹配性等因素,都可能導致隱裂。
![]()
“隱裂”造成的后果和隱患可能是多方面的:其一,功率衰減,發電量下降:隱裂的電池片像是有裂縫的杯子,雖然仍能發電,但發電能力已大不如前。隨著裂紋的擴大,整個光伏組件的發電效率也會逐漸降低。同時,已經產生隱裂的電池片對外部機械荷載的承受能力下降,可能會進一步惡化為裂片,導致開路性破損。其二,主電路漏電:晶硅殘渣在裂紋截面上搭接形成局部短路,使主電路漏電。其三,熱斑效應,火災風險:當電流通過隱裂的電池片時,會遇到阻礙,導致電阻增大并產生熱量。這種局部發熱現象稱為熱斑效應,長期下來不僅會使電池片徹底損壞,還可能引發整個組件甚至光伏系統的火災。其四,更多安全隱患:隱裂的光伏組件電氣性能可能不穩定,存在漏電等安全隱患。這不僅會浪費電能,還可能造成人員觸電甚至火災等嚴重后果。
簡言之,“隱裂”將影響光伏電站的長期投資收益,且帶來明顯的安全隱患。
抗隱裂,N型技術誰最強?
過往十余年中,降本增效始終是光伏創新發展的“主旋律”。而如今,光伏制造端降本已接近理論極限,技術進步自然要聚焦效率提升,同時必須要保證“新質生產力”的可靠性與可持續。
光伏“隱裂”問題,無疑關乎電站投資與產業健康發展的“可持續”。
過往數年中,N型產品滲透替代的浪潮加速進行,以TOPCon、BC和HJT為代表的N型技術,憑借高發電量、高效率、更低度電成本等顯著優勢,迅速占據了市場主導地位。
眾所周知,N型各種技術路線中,BC路線的效率始終領先;進入2025年后,已有龍頭企業將BC技術的生產成本控制到接近其他技術路線的水平,加速提升市占率。而除卻成本與效率方面的進步,與TOPCon技術對比,BC產品抗隱裂及可靠性方面亦有自身的優勢,專業分析如下:
(1)電池結構差異:一方面,光伏產業近年整體出現的薄硅片趨勢為隱裂問題埋下隱患。為降本增效,TOPCon電池普遍采用更薄的N型硅片(如120—130μm),HJT更低可以達到80μm,BC 電池片的厚度則在130μm以上。硅片越薄,機械強度越低,在制造、運輸或安裝過程中無疑更容易因應力產生隱裂。
同時,復雜結構應力集中:TOPCon電池背面有超薄氧化硅層和多晶硅層,這些薄膜層的熱膨脹系數與硅基體不同,在溫度變化或外力作用下易引發局部應力,導致隱裂風險增加。
BC 電池片采用背接觸結構,正負電極均在電池片背面。這種結構減少了正面金屬電極對電池片的應力影響,降低了在生產、運輸和安裝過程中產生隱裂的風險;此外BC電池生產工藝相對復雜和精細,能夠更好地控制工藝參數,減少制造過程中的應力和損傷,提高電池片的整體穩定性和抗隱裂能力。
(2)柵線材料與工藝差異。一方面是銀漿特性問題。傳統TOPCon組件采用銀漿作為柵線材料,銀漿中含82%銀顆粒和5%玻璃體,高溫燒結時會對硅片晶格造成損傷,使硅片結構變得疏松,從而增加隱裂的風險。
另一方面,TOPCon組件通常采用雙面焊接,這種焊接方式會在電池邊緣形成應力集中點,在受到外力或熱應力時,更容易引發隱裂。同時,TOPCon電池對高溫更敏感,焊接時若溫度控制不當(如串焊機參數不匹配),可能導致局部熱應力集中,引發隱裂。
BC電池采用了單面焊接技術,這種天然且獨特結構使得其抗隱裂性能得以大幅度提升,產品的長期發電穩定性得到了有力保障,同時也降低了長期衰減的風險。
(3)結構設計差異。玻璃厚度與應力分布方面,與一些采用雙玻結構且玻璃厚度更高的組件相比,常規TOPCon雙玻組件的玻璃厚度相對較薄,電池片所處的應力環境相對不利,在受到風壓、冰雹等外力沖擊時,電池片更容易產生隱裂。在動態載荷等情況下,TOPCon組件的結構設計對應力的分散和吸收能力相對較弱,難以有效減少平行于主柵線的裂紋,而這類裂紋對組件發電性能損害較大。
一項電池片沖擊對比實驗分別選取了BC(銅柵線)、BC(銀柵線)和TOPCon三塊電池片。測試設備撞擊后,BC(銅柵線)表面僅留下撞擊點痕跡,片體未發生碎裂;BC(銀柵線)出現一些裂痕,并有破碎情況;TOPCon則明顯破碎。此外,BC(銅柵線)電流損失為18.02%,BC(銀柵線)電流損失為29.73%,TOPCon的電流損失則達到42.05%。
![]()
根據第三方檢測結果,左側為某項目中某品牌的光伏組件抽檢報告,合格率為88.75%。而右側為某項目中某N型BC組件的抽檢報告,抽檢合格率是100%。
![]()
綜合而言,BC 電池片通過獨特的結構設計、優質的硅片材料、先進的制造工藝等多方面的因素,實現了更好的抗隱裂性能。
結語:解決“隱裂”,助力光伏可持續發展!
結合產業洗牌,伴隨136號文等政策落地,當光伏產業跨越“降本增效”的階段,核心競爭力的錨點正悄然向“可持續性”與“場景適應性”遷移。
企業投入大量研發,不斷創新、不斷推出新產品的目的到底是什么?毫無疑問,為客戶創造價值,保障客戶收益,助力客戶成功,這是第一要務。不管什么技術路線,如何更好地解決光伏產業愈發凸顯的“隱裂”問題,成為整個行業需協力解決的題中之義。
在需求端,投資者必然更加精打細算,“隱裂”問題的解決能力,必然成為其選擇產品的重要考量。而在N型技術方案中,擁有更高效率、更高質量、更可持續發展的產品及產能將成為光伏發展“N時代”的新質生產力。
放眼未來,新一輪技術迭代轉輪持續開動,“冬天”里強悍生長起來的BC,有望在未來的3年-5年內,成為光伏行業的主導技術,在下一個春天里綻放。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.