国联证券发布光伏叠栅技术深度报告,解析SMBB、OBB到叠栅的技术演进路径。随着电池技术发展,栅线图形由4BB、5BB、MBB发展到SMBB,OBB是SMBB技术的升级,而叠栅可理解为更极致的OBB。叠栅利用“种子层+导电丝”取代“副栅+主栅”,可降低75%的银浆,未来甚至可以完全不用银;三角导电丝具有超高表面反射率,遮光率小于1%,较TOPCon SMBB可提高组件功率25-30W以上。本文从技术原理、迭代路径和竞争优势三个维度分析叠栅技术的发展趋势。
技术迭代路径——从MBB到SMBB再到OBB与叠栅
光伏电池片主要通过其正背面的金属电极导出内部电流,金属电极可分为主栅(Busbar)和副栅(Finger)。主栅主要汇集副栅的电流并起串联作用,副栅用于收集光生载流子。主栅设计的核心在于宽度与数量的平衡——主栅变细能减少遮光损失和降低银耗,但变细则增大电阻,需增加主栅数量保证导电性能。
SMBB(Super-Multiple Busbar,16主栅及以上)是目前主流的多主栅技术,主栅变得更细、更多以平衡遮光与导电。OBB(无主栅)是SMBB技术的升级,取消了主栅但保留副栅,在组件环节用铜焊带替代主栅导出电流,进一步降低银耗。OBB焊带更细(直径0.2mm,MBB为0.2-0.4mm),遮光面积更小,理论上能提升组件功率。
叠栅是更极致的OBB,主栅和副栅完全被取代。“叠栅”为上下两层结构,下面一层为少量银浆形成的导电种子层(薄层无高宽比要求因此用量少),上面一层为极细三角导电丝(铜),独特的栅线结构进一步打开电极金属化环节的降本增效空间。
叠栅降本原理——电流无需水平传导,铜替换银存在空间
传统光伏电池栅线呈“井”字型分布,电流收集路径为电池表面→副栅→主栅→焊带,电流需水平传导(平行于电池表面)。银导电性比铜好但价格高,传统方式为保证电阻不过高而选择银作主副栅。
叠栅电流收集路径为电池表面→导电种子层→导电丝,电流通过种子层时无需水平传导,而是垂直传输(垂直于电池表面),大幅降低对电阻率的要求。因此叠栅可将银换成便宜的铜,且导电丝可更细。种子层不需要以往主副栅对高宽比的要求,仅需很薄种子层形成隧穿,从而大幅降低银浆耗量。
时创能源通过“导电种子层+导电丝”替换“副栅+主栅”,原则上可降低75%的银浆,未来甚至可以完全不用银。目前SMBB Topcon的银浆耗量约11mg/W,银浆价格约8000元/KG,若叠栅可节省75%的银浆,降本约0.07元/W。
叠栅增效原理——三角导电丝超高反射率,遮光率<1%
叠栅采用具有超高表面反射率的极细三角导电丝,对太阳光线的利用率很高。三角导电丝的两个侧面可反射几乎所有的垂直入射光和斜射光,扁焊带不能反射,圆焊带能反射部分。因此叠栅的遮光率可降低至1%以下,而SMBB光伏电池遮光率约3%,OBB约2.5%。
据时创能源,遮光率每下降1%,光伏电池效率绝对值可提升0.25%左右。结合与叠栅技术相匹配的高效电池技术(双POLO钝化技术等),以23821134组件版型为例,相较TOPCon SMBB技术,采用叠栅技术的单块组件功率可提高25-30W以上。叠栅组件还具有双面综合功率高、美观、极强的抗隐裂能力、热斑风险低等优势。
叠栅技术核心参数对比
表:SMBB、OBB与叠栅技术对比| 对比维度 | SMBB | OBB | 叠栅 |
|---|
| 主栅 | 有(16根以上) | 无 | 无(导电丝替代) |
| 副栅 | 有 | 有 | 无(种子层替代) |
| 银浆耗量 | 约11mg/W | 约9mg/W | 可降低75%以上 |
| 遮光率 | 约3% | 约2.5% | <1% |
| 组件功率提升 | 基准 | +8-15W | +25-30W |
| 量产阶段 | 成熟量产 | 10GW+订单 | 良率爬坡 |
叠栅作为OBB的下一代技术方向,在降本和增效两个维度上都展现出显著优势。降银75%+遮光率<1%+功率提升25-30W的组合,使叠栅成为光伏金属化领域最具潜力的下一代技术方向。当前叠栅正处于量产突破阶段,建议持续关注通威-晶盛-时创三方战略合作的量产数据。