光伏行业正处在新旧技术路线交替的关键节点,金属化降本已成为决定下一代电池技术竞争力的核心变量。东吴证券最新深度报告聚焦叠栅技术——一种可同时实现"省银"与"提效"的平台型技术,通过三角导电丝替代传统焊带、种子层替代主副栅,将TOPCon组件功率从630W推升至655W。目前通威股份、晶盛机电与时创能源三方已达成战略合作,产业从0到1的突破正在加速。
叠栅技术破解"省银+提效"双重难题
叠栅技术的核心创新在于重构了光伏电池的电极结构。传统电池采用副栅+主栅+焊带的十字交叉型结构,电流需经历"电池表面→副栅→主栅→焊带"的横向与纵向混合传输路径,既产生电阻热损耗,也需要大量银浆堆叠来降低横向电阻。叠栅取消了主栅和副栅,用种子层(银或铜)替代,同时取消焊带改用三角导电丝。电流传输路径简化为纯纵向运动,电阻显著降低。东吴证券测算表明,TOPCon电池采用0BB时单W银耗约12.4mg,叠栅可降至10.5mg,节省约1.9mg/W。BC电池通过叠栅更可实现完全无银化,降银效果最为显著。
三角导电丝设计实现二次光反射增益
叠栅提效的关键在于三角导电丝的巧妙光学设计。常规组件采用扁平导电丝时,垂直入射太阳光几乎全部被反射损失;圆形焊带可利用部分垂直入射光和少量斜射光;三角导电丝则通过两个精密抛光(Ra<0.05μm)的反光面实现高效的二次反射。时创能源专利的导电丝三角形夹角控制在59-61度,三个R角<15μm,圆弧过渡区占比小,反光效率高。同时采用Ag或Al作为反光镀层(可见光范围反射率最高的两种金属),配合导电丝宽度从传统0.2mm以上降至0.15mm以下,电池表面等效遮光面积从SMBB的约3%降至1%以下,组件功率增益可达25-30W。
焊接对准为工艺核心难点
叠栅最具挑战性的工序是如何将100余根三角导电丝精准"叠"到种子层上。常规焊带宽度一般在0.2mm以上,导电丝宽度在0.15mm以下,更细的规格使底部锡层弧度增大、锡面呈圆弧,容易左右倾斜和翻转,焊接方向一致性难以控制。东吴证券梳理了两种解决方案:旋转焊接工艺通过匀速旋转的加热辊筒配合绕线张力控制实现连续焊接,可避免常规串焊的虚焊、隐裂问题,且每周期可完成多片焊接,效率大幅提升;焊带预制件方案则通过预制的焊带网直接贴合电池片,省去逐根布设过程。
产业0-1突破在即,三方合作构建专利生态
2024年8月时创能源与通威股份、晶盛机电签署战略合作协议,9月进一步签订《技术合作开发合同》,旨在快速实现叠栅组件技术从实验室中试线向工程化大规模量产转化。时创掌握三角导电丝材料专利、晶盛掌握叠栅设备专利、通威具备150GW TOPCon产能(2024年底),三方形成专利保护生态。时创同步启动年产1GW叠栅组件募投项目(投资总额2.88亿元、建设周期9个月),已有1GW双POLO+叠栅TOPCon组件在运行。东吴证券判断叠栅对TOPCon尤为关键——TOPCon难以使用含铜浆料降本,而HJT通过0BB+银包铜即可实现极低金属化成本,叠栅是TOPCon进一步降本增效的核心路径。
表:叠栅技术核心参数与优势汇总| 对比维度 | SMBB | 0BB | 叠栅 | 改善幅度 |
|---|
| 遮光面积 | 约3% | 约2.5% | <1% | 降低2pct以上 |
| TOPCon单W银耗 | — | 12.4mg | 10.5mg | 节省1.9mg/W |
| BC电池银耗 | — | 14mg/W | 接近0 | 完全无银化 |
| 组件功率(2382×1134) | 约630W | 约640W | 约655W | +25-30W |