M12 太阳能电池正在迅速进入市场
去年，人们依然相信太阳能行业内的下一个太阳能电池尺寸标准是 M6。当时，尽管更大尺寸的 M12 太阳能电池即将面世，但人们并不认为批量生产很快就能实现。仅一年后，M12 太阳能电池已经上市，一些组件生产商已经宣布他们将在 2020 年第三季度大规模生产由 M12 电池制成的组件。本文将研究此类组件的可能布局及其对组件生产商和生产设备供应商的影响，研究重点为组件后端生产设备。 新一代组件生产设备将采用何种布局？ 对于太阳能组件生产商和太阳能制造供应链而言，这是一个重要问题。目前有一点非常明确：制造设备需要改变才能适应最新的组件布局。 在本文中，我们将研究电池/组件尺寸的变化以及二者对组件后端生产的影响。在最好的情况下，它仅会使现有设备升级，但是，最新出现的大尺寸电池却意味着旧设备将被淘汰。 长期以来，太阳能电池的尺寸为标准尺寸，其边长为 156mm × 156mm (M0)。电池尺寸在标准尺寸确定后近 10 年之后才发生了第一次变化。如今，电池尺寸已达到 M12，其边长为 210mm × 210mm，参见图 1。电池尺寸的每一次变化都会使陷光面积增加，从最初不足一毫米的细微变化发展到如今的大幅度增加。与 M0 相比，M12 的陷光面积增加幅度高达 81.2%。 长期以来，业界一直认为 M6 将成为新的标准尺寸，同时也会出现一系列不同的尺寸。M6 电池的边长为 166mm × 166mm。与 M0 电池相比，其陷光面积大约增加了 13.2%。尺寸增加直接导致每个组件的总功率增加。考虑到业界的主要目标是增加每个组件的功率，似乎进一步扩大硅晶片尺寸是顺理成章之事。 提高电池和组件性能的另一种方法是使用全新电池材料组合（PERC、HJT 或 TopCon）或全新制造技术：使用多条母线或智能线路，采用双面式、瓦片式或铺装式。参见图 2，了解双面 LED 太阳模拟器示例。 但是，通过增加电池面积来提高功率输出应该是极具成本效益的，尽管生产硬件也需要随着电池面积的增加而发生显著变化。 包含 72 块完整电池的标准 M0 组件的尺寸约为 1000mm × 2000mm，参见图 3。绿线表示母线的方向以及流过组件的电流。M6 或 M12 电池组件会发生哪些改变？这对组件尺寸以及生产设备来说意味着什么？ 在研究 M6 或 M12 电池组件的尺寸之前，我们有必要先说明半切电池设计的好处。一个非常典型的组件布局由 144 块半切电池组成。为何电池被一分为二？电池面积变小会使功率损耗减少，因为流过电池的电流减少了。这会导致串联电阻显著降低，功率损耗减少，组件的功率输出提高。 因此，如果两块尺寸较小的电池的面积之和与一块尺寸较大的电池的面积相同，那么，两块尺寸较小的电池能够产生更多电能。另外，流过半切电池中每条母线的电流量也会减少。使用多条母线（6BB 或以上）或使用智能线路可进一步降低电阻。从组件层面来看，功率输出也会增加。 为了避免电池数量较多导致电压升高，这种组件通常由两个电池串构成，每个电池串包含相同数量的电池。在每组中，电池和电池串彼此串联，两组之间的连接方式则为并联。这种连接方式可以将组件的电压保持在太阳能园区基础设施能够承受的水平。对于 M6 和更大尺寸来说，半切电池至关重要，因为它可以避免串联电阻和功率损耗。
