目前硅片尺寸由158.75向166全速推進(jìn)，各廠商開發(fā)熱點(diǎn)聚焦于下一代182和210尺寸，出現(xiàn)了182聯(lián)盟和210聯(lián)盟兩大陣營。大尺寸硅片的系統(tǒng)降本成效顯著，成為光伏平價上網(wǎng)的有力保障。
表一 大尺寸硅片發(fā)展趨勢
組件效率的提升也是實(shí)現(xiàn)光伏平價上網(wǎng)的有效手段之一。近年來，大多數(shù)廠商引入疊焊及小片間距焊接等高密度焊接技術(shù)，以提升組件效率。該技術(shù)可將電池片的間距由2mm縮減為0.5mm，甚至可實(shí)現(xiàn)-0.2mm間距，減少了電池片的冗余面積，從而提高組件效率，讓組件的間隙都具備發(fā)電能力，降低度電成本。
組件小間距焊機(jī)和疊焊示意圖
大尺寸硅片和高密度焊接新技術(shù)的導(dǎo)入雖然能起到光伏系統(tǒng)降本作用，但制程破片率升高，產(chǎn)品良率下降。因此，下游廠商對激光劃裂技術(shù)提出更嚴(yán)苛的要求，主要體現(xiàn)在增強(qiáng)電池片機(jī)械強(qiáng)度上。常規(guī)激光劃裂存在兩個弊端：
● 激光熱燒蝕工藝會在切割面留下大量熱損傷，降低電池片的機(jī)械強(qiáng)度。
● 機(jī)械掰片工藝不適用于大尺寸硅片，容易破片。
在這關(guān)鍵的技術(shù)迭代時刻，大族光伏裝備憑借多年的技術(shù)沉淀，根據(jù)市場需求，研制出創(chuàng)新的無損激光劃裂技術(shù)。該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，通過嚴(yán)苛的大尺寸、高密度封裝工藝驗(yàn)證，成功打入市場，贏得一線廠家的一致好評。設(shè)備出貨量目前>50臺，后續(xù)機(jī)臺持續(xù)交貨中，量產(chǎn)現(xiàn)場表現(xiàn)良好，破片率<0.03%，新增切割隱裂率減少，切割電池片的機(jī)械性能增強(qiáng)，組件返修率大幅度下降(最好情況<5%)。
大族光伏裝備的無損激光劃裂設(shè)備適用于156mm×156mm-230mm×230mm電池片。該加工技術(shù)采用應(yīng)力切割原理，不存在激光熱燒蝕和機(jī)械裂片過程，可使電池片應(yīng)力斷面干凈、整潔，沒有任何損傷點(diǎn)，極大地提高了電池片的機(jī)械強(qiáng)度，保證了組件加工的良率和可靠性，見圖二、圖三。
圖二 無損激光劃裂硅片切割面圖
圖三 電池的抗彎曲性能測試
無損激光劃裂核心原理是激光熱應(yīng)力控制斷裂技術(shù)。首先利用激光對材料進(jìn)行局部快速加熱，隨后配套冷卻技術(shù)產(chǎn)生一個不均勻的溫度場，不均勻的溫度場會在材料表面產(chǎn)生溫度梯度，從而誘發(fā)熱應(yīng)力的產(chǎn)生。其中激光光斑中處于壓應(yīng)力狀態(tài)，而激光光斑前后處于拉應(yīng)力狀態(tài)，由于脆性材料抗壓剛度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度時，就會使材料從電池片邊緣開的超小槽口開始斷裂，進(jìn)而隨著激光及后續(xù)冷卻的移動軌道穩(wěn)定擴(kuò)展，見圖四、圖五。
