多主柵技術(shù)可以大幅降低電池片的正銀耗量，同時大幅提高組件的輸出功率，是未來技術(shù)發(fā)展的必然趨勢之一。目前光伏行業(yè)進入一個高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，光伏組件及系統(tǒng)的成本持續(xù)下降并逐漸逼近傳統(tǒng)能源發(fā)電成本，從硅料到組件及配套部件均將面臨快速降價的市場壓力，促使太陽能電池組件將不斷向低成本方向發(fā)展，光伏市場應(yīng)用也將呈現(xiàn)寬領(lǐng)域、多樣化的趨勢。
降低成本的途徑主要有兩方面：
(1)提升光伏組件性能，包括提升電池組件效率、系統(tǒng)發(fā)電量、組件可靠性。
(2)降低生產(chǎn)成本。
太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。其中金屬化是太陽能電池生產(chǎn)工序中一個關(guān)鍵步驟，光生載流子必須通過金屬化形成的導(dǎo)電電極才能獲得有效收集，但是太陽能電池金屬化對電池組件的光學(xué)和電學(xué)性能產(chǎn)生直接影響：
(1)光學(xué)性能影響，電池金屬化覆蓋在電池片表面，對電池片造成一定面積的光線遮擋，這直接影響太陽能電池和組件的短路電流。
(2)電學(xué)性能影響，為了形成良好的接觸以及兼顧可焊接性，晶硅太陽能電池一般印刷銀漿或摻鋁銀漿，電池金屬化主要從金屬細(xì)柵網(wǎng)格、半導(dǎo)體-金屬接觸電阻和二極管電阻幾方面影響電學(xué)性能，組件端主要受焊帶有效串聯(lián)電阻影響。
所以，為了提升電池組件效率，應(yīng)優(yōu)化電池金屬化電極以盡量減少遮擋和阻抗損失，而多主柵技術(shù)便是其中的有效途徑。
電池片多主柵技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢：
(1)縮短了電池片主柵之間的細(xì)柵長度，有效降低了細(xì)柵電阻，因此細(xì)柵寬度可以更窄。多主柵設(shè)計，主柵線數(shù)增多，明顯減少光生電流傳輸至主柵線的路徑(如圖1所示)，一般規(guī)格為156*156mm的5BB電池片電流的最大有效傳輸路徑長度約15.6mm，相應(yīng)12BB電池片的最大有效傳輸路徑約3.5mm，下降75%以上。電流在細(xì)柵上的路徑越短，消耗的功率就越小，相應(yīng)組件整體功率輸出就越高，同時可有效降低組件工作溫度，提升光伏組件NOCT表現(xiàn)，組件長期發(fā)電性能好。另外，綜合考慮效率和成本，細(xì)柵寬度和數(shù)量可進一步降低，達到降低銀漿耗量同時也減小細(xì)柵遮擋面積的效果。
圖1.12BB和5BB電池細(xì)柵上電流有效傳輸路徑
(2)電池片主柵數(shù)量增加，電池片上電阻和電流分布更加均勻(如圖2所示)。顏色越亮區(qū)域表示電阻值越高，顏色越暗的區(qū)域表示電阻值越低，可以看出主柵數(shù)越多，電阻值分布越低且越均勻，在每個主柵和焊帶上流過的電流也會相應(yīng)越低，從而降低焊帶上的阻抗損失，同時主柵寬度設(shè)計可以更窄。同時，在組件端，相比傳統(tǒng)5BB組件扁平焊帶使用量，12BB組件亦可減少焊帶總量的使用，從而進一步減少銀漿、焊帶耗量和電池片遮擋。
圖2.電池片上串聯(lián)電阻分布情況
(3)銀漿消耗量的降低能顯著降低成本。由于細(xì)柵和主柵優(yōu)化，整體銀漿耗量下降，12BB相比5BB銀漿耗量至少可節(jié)省30%以上，而電池片銀漿成本占非硅成本的50%以上，從而大大降低電池片及組件的生產(chǎn)成本。對于雙面電池，多主柵電池組件銀漿節(jié)省量更加顯著。
(4)組件可靠性提升。相同情況的隱裂、斷柵，多主柵電池片的影響面積比5BB電池小，即多主柵對電池片隱裂、斷柵、破裂等容忍度更高，在組件的持續(xù)工作當(dāng)中造成的損失更小(如圖3所示)。同時，焊接后焊帶在電池片上的分布更為均勻，換言之對電池片的作用力分布更均勻，分散了電池片封裝應(yīng)力，從而提升電池片的機械性能，進而提升組件可靠性能。
圖3.電池片破裂區(qū)域影響
(5)多主柵組件設(shè)計中，由于單根焊帶變細(xì)，一般選用圓形焊帶進行電池片連接，相對與扁平型常規(guī)焊帶，圓形焊帶更能體現(xiàn)光學(xué)上的優(yōu)勢。圓線焊帶，有三個重要的區(qū)域(如圖4所示)：
在區(qū)域(a)中，光束可以直接反射到電池片表面，因此，有效陰影面積減少到實際焊帶遮擋面積的約70%;
在區(qū)域(b)中，從導(dǎo)線反射的光線反射到玻璃與空氣界面上，空氣對玻璃的折射率為1.5，在界面上形成全反射后回到電池片表面，焊帶有效遮陽面積降低為36%;
在區(qū)域(c)中，反射的光線再次回到玻璃表面，此部分光線入射角小于全反射角度，因此光束被分成反射部分和透射部分，反射部分形成二次吸收，可進一步減少導(dǎo)線的有效陰影遮擋。有效遮擋面積下降，電池組件短路電流升高，而常規(guī)扁平焊帶無此優(yōu)勢。
圖4.焊帶結(jié)構(gòu)光路示意圖
綜合以上多主柵技術(shù)優(yōu)勢，電池片主柵數(shù)目增加，降低了串聯(lián)電阻，同時更細(xì)更窄的細(xì)柵和主柵設(shè)計有效降低了金屬遮擋面積，使得電池片效率可提升0.3%~0.5%，組件端圓形焊帶的使用，降低電池片的有效遮擋面積的同時增加入射光的二次吸收，結(jié)合多主柵電池片優(yōu)勢，組件功率可提升5~8W。
林洋光伏作為國內(nèi)領(lǐng)先的N型高效電池和組件的開發(fā)及生產(chǎn)商，已掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多主柵電池組件生產(chǎn)技術(shù)，在提效和降本的雙重優(yōu)勢下，60片N型多主柵組件正面功率可達到310W以上，同時結(jié)合雙面發(fā)電特性，可提供額外10%~30%的背面發(fā)電增益，進一步提升系統(tǒng)發(fā)電量、提高項目投資回報率，進而降低度電成本，以早日實現(xiàn)光伏平價上網(wǎng)。
降低成本的途徑主要有兩方面：
(1)提升光伏組件性能，包括提升電池組件效率、系統(tǒng)發(fā)電量、組件可靠性。
(2)降低生產(chǎn)成本。
太陽能電池是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件。其中金屬化是太陽能電池生產(chǎn)工序中一個關(guān)鍵步驟，光生載流子必須通過金屬化形成的導(dǎo)電電極才能獲得有效收集，但是太陽能電池金屬化對電池組件的光學(xué)和電學(xué)性能產(chǎn)生直接影響：
(1)光學(xué)性能影響，電池金屬化覆蓋在電池片表面，對電池片造成一定面積的光線遮擋，這直接影響太陽能電池和組件的短路電流。
(2)電學(xué)性能影響，為了形成良好的接觸以及兼顧可焊接性，晶硅太陽能電池一般印刷銀漿或摻鋁銀漿，電池金屬化主要從金屬細(xì)柵網(wǎng)格、半導(dǎo)體-金屬接觸電阻和二極管電阻幾方面影響電學(xué)性能，組件端主要受焊帶有效串聯(lián)電阻影響。
所以，為了提升電池組件效率，應(yīng)優(yōu)化電池金屬化電極以盡量減少遮擋和阻抗損失，而多主柵技術(shù)便是其中的有效途徑。
電池片多主柵技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢：
(1)縮短了電池片主柵之間的細(xì)柵長度，有效降低了細(xì)柵電阻，因此細(xì)柵寬度可以更窄。多主柵設(shè)計，主柵線數(shù)增多，明顯減少光生電流傳輸至主柵線的路徑(如圖1所示)，一般規(guī)格為156*156mm的5BB電池片電流的最大有效傳輸路徑長度約15.6mm，相應(yīng)12BB電池片的最大有效傳輸路徑約3.5mm，下降75%以上。電流在細(xì)柵上的路徑越短，消耗的功率就越小，相應(yīng)組件整體功率輸出就越高，同時可有效降低組件工作溫度，提升光伏組件NOCT表現(xiàn)，組件長期發(fā)電性能好。另外，綜合考慮效率和成本，細(xì)柵寬度和數(shù)量可進一步降低，達到降低銀漿耗量同時也減小細(xì)柵遮擋面積的效果。
圖1.12BB和5BB電池細(xì)柵上電流有效傳輸路徑
(2)電池片主柵數(shù)量增加，電池片上電阻和電流分布更加均勻(如圖2所示)。顏色越亮區(qū)域表示電阻值越高，顏色越暗的區(qū)域表示電阻值越低，可以看出主柵數(shù)越多，電阻值分布越低且越均勻，在每個主柵和焊帶上流過的電流也會相應(yīng)越低，從而降低焊帶上的阻抗損失，同時主柵寬度設(shè)計可以更窄。同時，在組件端，相比傳統(tǒng)5BB組件扁平焊帶使用量，12BB組件亦可減少焊帶總量的使用，從而進一步減少銀漿、焊帶耗量和電池片遮擋。
圖2.電池片上串聯(lián)電阻分布情況
(3)銀漿消耗量的降低能顯著降低成本。由于細(xì)柵和主柵優(yōu)化，整體銀漿耗量下降，12BB相比5BB銀漿耗量至少可節(jié)省30%以上，而電池片銀漿成本占非硅成本的50%以上，從而大大降低電池片及組件的生產(chǎn)成本。對于雙面電池，多主柵電池組件銀漿節(jié)省量更加顯著。
(4)組件可靠性提升。相同情況的隱裂、斷柵，多主柵電池片的影響面積比5BB電池小，即多主柵對電池片隱裂、斷柵、破裂等容忍度更高，在組件的持續(xù)工作當(dāng)中造成的損失更小(如圖3所示)。同時，焊接后焊帶在電池片上的分布更為均勻，換言之對電池片的作用力分布更均勻，分散了電池片封裝應(yīng)力，從而提升電池片的機械性能，進而提升組件可靠性能。
圖3.電池片破裂區(qū)域影響
(5)多主柵組件設(shè)計中，由于單根焊帶變細(xì)，一般選用圓形焊帶進行電池片連接，相對與扁平型常規(guī)焊帶，圓形焊帶更能體現(xiàn)光學(xué)上的優(yōu)勢。圓線焊帶，有三個重要的區(qū)域(如圖4所示)：
在區(qū)域(a)中，光束可以直接反射到電池片表面，因此，有效陰影面積減少到實際焊帶遮擋面積的約70%;
在區(qū)域(b)中，從導(dǎo)線反射的光線反射到玻璃與空氣界面上，空氣對玻璃的折射率為1.5，在界面上形成全反射后回到電池片表面，焊帶有效遮陽面積降低為36%;
在區(qū)域(c)中，反射的光線再次回到玻璃表面，此部分光線入射角小于全反射角度，因此光束被分成反射部分和透射部分，反射部分形成二次吸收，可進一步減少導(dǎo)線的有效陰影遮擋。有效遮擋面積下降，電池組件短路電流升高，而常規(guī)扁平焊帶無此優(yōu)勢。
圖4.焊帶結(jié)構(gòu)光路示意圖
綜合以上多主柵技術(shù)優(yōu)勢，電池片主柵數(shù)目增加，降低了串聯(lián)電阻，同時更細(xì)更窄的細(xì)柵和主柵設(shè)計有效降低了金屬遮擋面積，使得電池片效率可提升0.3%~0.5%，組件端圓形焊帶的使用，降低電池片的有效遮擋面積的同時增加入射光的二次吸收，結(jié)合多主柵電池片優(yōu)勢，組件功率可提升5~8W。
林洋光伏作為國內(nèi)領(lǐng)先的N型高效電池和組件的開發(fā)及生產(chǎn)商，已掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多主柵電池組件生產(chǎn)技術(shù)，在提效和降本的雙重優(yōu)勢下，60片N型多主柵組件正面功率可達到310W以上，同時結(jié)合雙面發(fā)電特性，可提供額外10%~30%的背面發(fā)電增益，進一步提升系統(tǒng)發(fā)電量、提高項目投資回報率，進而降低度電成本，以早日實現(xiàn)光伏平價上網(wǎng)。
