Технология четырехразрезных элементов: Следующий код эффективности в фотоэлектрической отрасли

Введение

За последние полгода в фотоэлектрических кругах все чаще стало встречаться одно понятие: четырехрезные ячейки.

Tongwei, JinkoSolar, Trina, Chint... волна ведущих фотоэлектрических гигантов коллективно сделала свои ставки. Новые продукты продолжают выходить один за другим, а рекорды эффективности модулей бьются снова и снова.

Некоторые называют это «технологической революцией», другие говорят, что это просто «естественное расширение половинчатых ячеек». В чем правда? Почему крупные игроки вместе делают ставку на эту технологию? Сегодня давайте разберем все по порядку.

Принцип: почему резка ячеек имеет значение

Прежде чем говорить о четырехрезных ячейках, есть фундаментальный вопрос, на который стоит потратить две минуты.

Многие думают, что цель резки ячеек — «повысить эффективность». Строго говоря, это утверждение не совсем верно.

Резка не повышает эффективность ячейки, она повышает мощность модуля в сборе.

Эффективность ячейки — это дело самой ячейки. Режете вы ее или нет, эффективность отдельной ячейки не меняется. Но после разрезания на более мелкие части ток становится меньше, и резистивные потери этого тока на шинах и лентах снижаются. Эта сэкономленная энергия в конечном итоге проявляется как увеличение выходной мощности модуля.

Закон Джоуля, физика 8-го класса: потери = I²R. Уменьшите ток вдвое, и потери станут в четыре раза меньше.

Причина, по которой технология половинчатой резки получила широкое распространение за последние пять лет, сводится к этому невероятно простому математическому соотношению.

Четырехкратная резка — это расширение той же логики: снова уменьшите ток вдвое, и потери снова снизятся в четыре раза. Модернизация модуля с половинной резки до четырехкратной дает прирост мощности примерно на 10-20 Вт, что соответствует повышению эффективности на 0,3-0,5 процентных пункта.

Это может показаться незначительным. Но в сегодняшних ценовых условиях эти 0,3 процентных пункта могут стать решающим фактором между победой в тендере и проигрышем.

Почему сейчас? Рыночные драйверы

Технический принцип четырехкратной резки ячеек не нов, его обсуждали как минимум пять лет назад. Но настоящее массовое производство началось только в последние шесть месяцев.

Почему?

Потому что изменились условия со стороны спроса.

Первое изменение — политика. 15 июня Министерство промышленности и информационных технологий Китая опубликовало стандарт классификации фотоэлектрических модулей, разделяющий их на четыре уровня по эффективности преобразования, причем нижний уровень установлен на отметке 23,4%. Хотя формально это рекомендательный стандарт, закупки государственных предприятий, скорее всего, будут напрямую на него ссылаться. Для производителей модулей это не вопрос «делать или нет», а вопрос «делать или быть исключенным».

Четырехкратную резку можно внедрить на существующих производственных линиях с короткими циклами, низкими инвестициями и быстрыми результатами. Это первый драйвер бума четырехкратной резки: это самый быстрый путь к достижению порога эффективности на существующих линиях.

Второе изменение — конкурентная среда. Технология TOPCon становится все более однородной, и разрыв в эффективности ячеек между игроками сократился до 0,2 процентных пункта. В этой ситуации оптимизация упаковки на стороне модуля стала одним из немногих оставшихся способов создания дифференциации.

Другими словами, возможности для повышения эффективности на уровне ячеек почти исчерпаны, и теперь настала очередь модулей.

Реальная проблема: пассивация краев и выход годных

Тем не менее, четырехкратная резка — это не просто разрезание и готово.

После разрезания ячейки на четыре части площадь повреждений на краях реза вдвое больше, чем при технологии половинной резки. Если не обработать эти повреждения, они вызывают сильную рекомбинацию носителей, что фактически снижает эффективность — разрезанная ячейка может оказаться хуже неразрезанной.

Таким образом, основная технологическая сложность четырехкратной резки заключается не в «резке», а в последующей пассивации краев.

На сегодняшний день существует несколько основных подходов: Tongwei использует собственную технологию пассивации краев TPE, которая, согласно публичной информации, показывает хорошие результаты. Другие ведущие игроки имеют свои решения, но подробности редко раскрываются публично.

Пассивация краев звучит как одна фраза, но ее реализация — это системная инженерная задача. Выбор материала пассивирующего слоя, контроль толщины, однородность, совместимость с последующими процессами сборки... каждый шаг требует многократной настройки. Именно поэтому компании, способные массово производить четырехкратное разделение, все еще сосредоточены среди немногих лидеров.

Еще одна практическая проблема — выход годных. Чем тоньше разрез, тем выше риск растрескивания. Один знакомый с завода модулей сказал мне, что уровень брака при четырехкратном разделении на 2-3 процентных пункта выше, чем при половинном, что напрямую влияет на стоимость.

Количество паяных соединений также является проблемой. Модуль с четырехкратным разделением имеет вдвое больше паяных соединений, чем половинный, и в четыре раза больше, чем целая ячейка. Каждое паяное соединение — это потенциальная точка отказа. Сможет ли он выдержать долгосрочные испытания на надежность в течение 25-летнего гарантийного срока, честно говоря, пока недостаточно реальных эксплуатационных данных, чтобы ответить на этот вопрос.

Что делают ведущие игроки

Что делают ведущие компании в области солнечной энергетики? Основываясь на доступной публичной информации:

Tongwei действует более агрессивно. Его серия TNC 3.0 использует четырехкратное разделение, максимальная мощность достигает 770 Вт, а КПД — 24,8%, что ставит его в первый ряд среди серийных модулей. Для пассивации краев используется собственная технология TPE.

Trina Solar Vertex 3-го поколения также использует четырехкратное разделение, мощность достигает уровня 760 Вт. Trina давно имеет глубокие наработки в области сборки модулей, и на этот раз она задействовала весь свой арсенал.

Jinko Tiger Neo 3.0 также пошел по пути четырехкратного разделения, мощность 670 Вт. Стратегия Jinko всегда была стабильной: не гнаться за экстремальными параметрами, а ценить стабильность массового производства.

Путь LONGi отличается. Вместо того чтобы накладывать четырехкратное разделение поверх TOPCon, LONGi сразу пошел по пути BC, используя присущую высокую эффективность технологии заднего контакта для решения проблемы. Модули BC достигают 680 Вт в серийном производстве, а цель поставок на 2026 год превышает 50 ГВт. Это другой подход, по сути, ставка на поколенческое преимущество технологического маршрута ячеек.

Chint New Energy ASTRON 7 Pro также использует четырехкратное разделение, мощность 670 Вт.

Из этих продуктов можно увидеть интересное расхождение: большинство компаний предпочитают устанавливать четырехрезку на существующие линии TOPCon, чтобы "продлить их жизнь", в то время как LONGi решает пропустить этот шаг и сделать ставку напрямую на BC. Какая стратегия в итоге победит, пока делать выводы рано.

Реальные выгоды для владельцев электростанций

Для инвесторов и владельцев электростанций четырехрезные модули дают два практических преимущества.

Во-первых, лучшая работа при слабом освещении. Четырехрезные модули имеют более низкий рабочий ток, поэтому в условиях слабого освещения, таких как раннее утро, вечер, облачные дни и зима, потери генерации меньше. Не стоит недооценивать эту разницу: при пересчете на годовую выработку влияние на окупаемость инвестиций очень реально.

Во-вторых, более высокая устойчивость к затенению. Внутренняя схема четырехрезного модуля разделена на более мелкие струны, поэтому при частичном затенении (тени от деревьев, птичий помет, скопление пыли) влияние на выходную мощность всего модуля меньше. Это особенно актуально для распределенных крышных сценариев, где условия затенения на крыше часто сложные.

Конечно, компромисс — немного более высокая цена модуля. Но с учетом прироста генерации за счет повышения эффективности, приведенная стоимость электроэнергии (LCOE), скорее всего, будет лучше.

Перспективы: прагматичный выбор для текущего окна

Вот несколько личных суждений для справки.

В краткосрочной перспективе четырехрезка станет стандартным ходом для лагеря TOPCon. С введением стандарта градации эффективности Министерства, отсутствие модернизации означает отсутствие права на участие в торгах — жесткое ограничение. Ожидается, что со второй половины 2026 по 2027 год линии TOPCon ведущих компаний в значительной степени завершат модернизацию до четырехрезки.

В среднесрочной перспективе, по мере созревания процессов и улучшения выхода годного, ценовая премия за четырехрезку будет постепенно сокращаться. К 2027-2028 годам разница в цене между четырехрезными и обычными модулями может уменьшиться до незначительного уровня. В этот момент она перейдет из сегодняшнего "премиального варианта" в "базовую конфигурацию".

В долгосрочной перспективе четырехрезка, скорее всего, является переходным решением. Технологическая итерация в фотоэлектрической отрасли никогда не останавливается, и могут появиться новые структуры ячеек или методы упаковки, которые сделают вопрос "сколько разрезов" неактуальным.

Но это дело будущего.

В текущем окне четырехрезка — самый прагматичный выбор. Инвестиции контролируемы, результаты быстрые, не привязывает к маршруту и решает текущую проблему.

В сегодняшних условиях, когда цены на модули опустились ниже 1 юаня/Вт, технология, которая позволяет наиболее быстро и надежно повысить эффективность и выиграть тендеры, является хорошей технологией.

Никаких сбоев не требуется, никакой революции не нужно.

Достаточно хорошо, полезно и готово к использованию прямо сейчас — этого достаточно.

Мнение Ooitech

Ooitech считает: технология четырехрезных ячеек в настоящее время является наиболее прагматичным, недорогим и быстродействующим путем для производителей модулей, чтобы соответствовать растущим стандартам эффективности и оставаться конкурентоспособными в тендерной борьбе.