Технология четырёхразрезанных элементов: следующий код эффективности

Краткий ответ: Технология четырёхразрезных ячеек делит целую ячейку на четыре части вдоль направления шинопровода, что снижает ток, переносимый каждой частью, и, следовательно, резистивные потери в ленте и пальцах. Отрасль перешла от целых ячеек к половинным и третьим, и четырёхразрезные — следующий шаг в той же логике: меньший ток на часть означает более тонкую ленту и меньшее последовательное сопротивление, что повышает мощность модуля. Выигрыш виден в номиналах модулей — четырёхразрезная компоновка использовалась для достижения модулей класса 760–770 Вт, тогда как эквивалентная трёхразрезная конструкция находится ближе к 670–680 Вт. Издержки — больше разрезов на модуль, больше операций обработки и большее количество паяных соединений. Отраслевые плановые показатели мощности четырёхразрезных модулей достигли около 50 ГВт в последних раундах, и это тот момент, когда вопрос об инструментах становится срочным.

Производство PV-модулей · от Джерри, Ooitech

Введение

За последние шесть месяцев в фотоэлектрических кругах все чаще звучит термин: четырехразрезные ячейки.

Tongwei, JinkoSolar, Trina, Chint... волна ведущих фотоэлектрических гигантов сделала коллективную ставку. Новые продукты выходят один за другим, а рекорды эффективности модулей бьются снова и снова.

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

Принцип: почему разрезание ячеек имеет значение

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

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

Разрезание не повышает эффективность ячейки, оно повышает мощность модуля после инкапсуляции.

Эффективность ячейки — это дело самой ячейки. Разрежете вы ее или нет, эффективность отдельной ячейки не изменится. Но как только она разрезана на более мелкие части, ток становится меньше, и потери на сопротивлении этого тока на шинах и лентах снижаются. Эта сэкономленная энергия в конечном итоге проявляется как увеличение выходной мощности модуля.

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

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

Четырехразрезная технология — это расширение той же логики: уменьшите ток еще вдвое, и потери снова упадут в четыре раза. Переход модуля с полуразрезных на четырехразрезные ячейки 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 условиях ценообразования эти 0,3 процентных пункта могут стать решающим фактором между победой в тендере или нет.

Почему сейчас? Рыночные драйверы

Технический принцип четырехрезных ячеек не нов, о нем говорили как минимум пять лет назад. Но настоящее массовое производство началось только в последние шесть месяцев.

Почему?

Потому что изменились условия на стороне спроса.

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

Четырехрезную технологию можно внедрить на существующих производственных линиях, с короткими циклами, низкими инвестициями и быстрыми результатами. Это первый драйвер бума четырехрезных ячеек: это самый быстрый путь к достижению порога эффективности на существующих линиях.

Второе изменение — это конкурентная среда. TOPCon технология становится всё более однородной, и разрыв в эффективности ячеек между игроками сократился до 0,2 процентного пункта. В этой ситуации оптимизация упаковки на уровне модуля стала одним из немногих оставшихся мест для создания дифференциации.

Другими словами, возможности для «выжимания воды» на стороне ячеек почти исчерпаны, и теперь настала очередь модулей.

Реальная задача: пассивация краев и выход годных

Тем не менее, четырехрезная технология — это не просто резка и готово.

После разрезания ячейки на четыре части площадь повреждения режущей кромки вдвое больше, чем при полурезной технологии. Если не обработать это повреждение, оно вызывает серьезную рекомбинацию носителей, что фактически снижает эффективность — разрезанная ячейка может оказаться хуже неразрезанной.

Таким образом, основная сложность процесса четырехрезной технологии — не сама «резка», а последующая пассивация краев.

Сегодня 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 мало деталей раскрывается публично.

Пассивация краев звучит как одно предложение, но ее реализация — это системная инженерная задача. Выбор материала пассивирующего слоя, контроль толщины, равномерность, совместимость с последующими процессами упаковки... каждый шаг требует многократной настройки. Именно поэтому компании, способные на массовое производство четырехрезных ячеек, по-прежнему сосредоточены среди немногих лидеров.

Еще одна практическая проблема — выход годных. Чем тоньше резка, тем выше риск растрескивания. Друг с завода по производству модулей рассказал мне, что процент растрескивания при четырехкратной резке на 2-3 процентных пункта выше, чем при половинной резке, что напрямую влияет на стоимость.

Количество паяных соединений также является проблемой. В модуле с четырехкратной резкой в два раза больше паяных соединений, чем в модуле с половинной резкой, и в четыре раза больше, чем в полноячеистом. 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 данных о реальной эксплуатации, чтобы ответить на этот вопрос.

Что делают ведущие игроки

Что делают ведущие компании в области солнечной энергетики? Основываясь на имеющейся в настоящее время публичной информации:

Компания Tongwei действует более агрессивно. Ее серия TNC 3.0 использует подход с четырехкратной резкой, максимальная мощность достигает 770 Вт, а КПД — 24,8%, что ставит ее в первый ряд среди серийно выпускаемых модулей. Для пассивации кромок используется собственная технология TPE.

Модуль Vertex 3-го поколения от Trina Solar также использует четырехкратную резку, мощность достигает уровня 760 Вт. Trina уже давно имеет глубокие наработки в области упаковки модулей, и на этот раз она задействовала весь свой арсенал.

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

Путь LONGi иной. Вместо того чтобы добавлять четырехкратную резку к TOPCon, LONGi сразу перешла на технологию BC, используя присущую технологии задних контактов высокую эффективность для решения проблемы. Модули BC в массовом производстве достигают 680 Вт, а целевой объем поставок на 2026 год превышает 50 ГВт. Это другая стратегия, по сути, ставка на преимущество поколения в технологической линейке элементов.

ASTRON 7 Pro от Chint New Energy также использует подход с четырехкратной резкой, мощность составляет 670 Вт.

На этих продуктах можно увидеть интересное расхождение: большинство компаний предпочитают добавлять четырехкратную резку к существующим линиям TOPCon, чтобы «продлить их жизнь», в то время как LONGi предпочитает пропустить этот шаг и сделать ставку непосредственно на BC. Какая стратегия в конечном итоге победит, делать выводы пока рано.

Реальные выгоды для владельцев электростанций

Для инвесторов и владельцев электростанций модули с четырехкратной резкой дают две практические выгоды.

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

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

Конечно, компромисс — немного более высокая цена модуля. Но учитывая прирост генерации за счёт повышенной эффективности, приведённая стоимость электроэнергии (LCOE), скорее всего, будет лучше.

Перспективы: прагматичный выбор для текущего окна

Вот несколько личных суждений, для справки.

В краткосрочной перспективе четырёхчастные модули станут стандартным шагом для лагеря TOPCon. С введением стандарта эффективности Министерства, отсутствие модернизации означает отсутствие квалификации для участия в тендерах — жёсткое ограничение. Ожидается, что со второй половины 2026 по 2027 год линии TOPCon ведущих компаний в значительной степени завершат модернизацию до четырёхчастных модулей.

В среднесрочной перспективе, по мере созревания процессов и улучшения выхода годной продукции, ценовая надбавка за четырёхчастные модули постепенно сократится. К 2027-2028 годам разница в цене между четырёхчастными и не-четырёхчастными модулями может сократиться до незначительного уровня. В тот момент это перейдёт от сегодняшнего «премиального варианта» к «базовой конфигурации».

В долгосрочной перспективе четырёхчастные модули, скорее всего, являются переходным решением. Технологическая итерация в фотоэлектрической отрасли никогда не останавливается, и могут появиться новые структуры ячеек или методы упаковки, которые сделают вопрос о «количестве разрезов» неактуальным.

Но это дело будущего.

В текущем окне четырёхчастные модули — самый прагматичный выбор. Инвестиции контролируемы, результаты быстрые, не блокирует маршрут и решает текущую проблему.

В сегодняшней среде, где цены на модули опустились ниже 1 юаня/Вт, технология, которая может быстрее и надёжнее повысить эффективность и выиграть тендеры, является хорошей технологией.

Не нужно разрушений, не нужна революция.

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.