Fyrklippt cellteknologi: Nästa effektivitetskod

Snabbt svar: Fyrdelad cellteknik delar en hel cell i fyra delar längs med bussningsriktningen, vilket minskar strömmen varje del bär och därmed resistansförlusten i ribbon och fingrar. Branschen har gått från hela celler till halvdelade till tredjedelade, och fyrdelning är nästa steg i samma resonemang: mindre ström per del innebär tunnare ribbon och lägre serieresistans, vilket höjer moduleffekten. Vinsterna syns i modulbetyg — en fyrdelad layout har använts för att nå moduler i klassen 760 W till 770 W där motsvarande tredjedelade design ligger närmare 670 W till 680 W. Kostnaderna är mer skärning per modul, mer hantering och ett större antal lödningar. Branschens planeringssiffror för fyrdelad kapacitet nådde omkring 50 GW i senaste omgångar, vilket är punkten där verktygsfrågan blir akut.

PV-modultillverkning · av Jerry, Ooitech

Introduktion

Under de senaste sex månaderna har en term dykt upp allt oftare inom solcellsbranschen: fyrklippta celler.

Tongwei, JinkoSolar, Trina, Chint... en våg av ledande solcellsjättar har gemensamt satsat. Nya produktlanseringar kommer efter varandra, och moduleffektivitetsrekord slås om och om igen.

Vissa kallar det en "teknologisk revolution," andra säger att det bara är en "naturlig förlängning av halvklippta celler." Vad är sanningen? Varför satsar de stora aktörerna på denna teknik tillsammans? Idag bryter vi ner allt.

Principen: Varför cellklippning spelar roll

Innan vi pratar om fyrklippta celler finns det en grundläggande fråga värd att spendera två minuter på.

Många tror att syftet med cellklippning är att "förbättra effektiviteten." Strängt taget är det påståendet inte helt korrekt.

Klippning förbättrar inte celleffektiviteten, den förbättrar modulens paketerade effekt.

Celleffektivitet är cellens egen sak. Oavsett om du klipper den eller inte, ändras inte effektiviteten hos en enskild cell. Men när den väl klipps i mindre bitar blir strömmen mindre, och resistansförlusterna för den strömmen på bussbarer och band minskar. Denna sparade energi visar sig slutligen som en ökning av modulens uteffekt.

Joules lag, högstadiefysik: förlust = I²R. Halvera strömmen, och förlusten blir en fjärdedel.

Anledningen till att halvklippt teknik blev utbredd under de senaste fem åren handlar om detta otroligt enkla matematiska samband.

Fyrklippning är en förlängning av samma logik: klipp strömmen i hälften igen, och förlusten sjunker till en fjärdedel igen. Att uppgradera en modul från halvklippt till fyrklippt ger en effektökning på ungefär 10-20W, motsvarande en effektivitetsförbättring på 0,3-0,5 procentenheter.

Det kanske inte låter som mycket. Men i dagens prissättningsmiljö kan dessa 0,3 procentenheter vara skillnaden mellan att vinna ett anbud eller inte.

Varför nu? Marknadsdrivkrafterna

Den tekniska principen bakom fyrklippta celler är inte ny, folk diskuterade det för minst fem år sedan. Men verklig massproduktion skedde först under de senaste sex månaderna.

Varför?

För att efterfrågesidan förändrades.

Den första förändringen är policy. Den 15 juni släppte Kinas ministerium för industri och informationsteknologi en graderings- och klassificeringsstandard för solcellsmoduler, som sorterar dem i fyra nivåer efter omvandlingseffektivitet, med den lägsta nivån satt till 23,4 %. Även om den nominellt är en rekommenderad standard, kommer statligt ägda företags upphandlingar med största sannolikhet att hänvisa direkt till den. För modultillverkare är detta inte en fråga om "att göra det eller inte", utan en fråga om "gör det eller bli eliminerad".

Fyrklippning kan eftermonteras på befintliga produktionslinjer, med korta cykler, låga investeringar och snabba resultat. Detta är den första drivkraften bakom fyrklippningsboomen: det är den snabbaste vägen för att nå effektivitetströskeln på befintliga linjer.

Den andra förändringen är konkurrenslandskapet. TOPCon tekniken blir alltmer homogeniserad, och skillnaden i cellverkningsgrad mellan aktörerna har minskat till inom 0,2 procentenheter. I detta läge har optimering av inkapslingen på modulnivå blivit en av de få återstående platserna att skapa differentiering.

Med andra ord, utrymmet att pressa ut vatten på celländen har nästan tagit slut, och nu är det moduländens tur.

Den verkliga utmaningen: Kantpassivering och utbyte

Det sagt, fyrklippning är inte bara en fråga om att skära och sedan är man klar.

Efter att en cell skurits i fyra delar är arean av skadeområdet vid skärkanterna dubbelt så stor som vid halvklippningsteknik. Om den lämnas obehandlad orsakar denna skada allvarlig rekombination av laddningsbärare, vilket faktiskt sänker effektiviteten, den klippta cellen kan bli sämre än en oklippt.

Så den centrala processutmaningen med fyrklippning är inte "klippningen", utan kantpassiveringen efteråt.

Det finns flera vanliga tillvägagångssätt idag: Tongwei använder sin egenutvecklade TPE-kantpassiveringsteknik, som enligt offentlig information presterar väl. Andra ledande aktörer har var och en sina egna lösningar, men få detaljer avslöjas offentligt.

Kantpassivering låter som en mening, men att göra det är ett systemtekniskt arbete. Valet av material för passiveringsskiktet, tjocklekskontroll, jämnhet, kompatibilitet med efterföljande paketeringsprocesser... varje steg kräver upprepad finjustering. Detta är precis anledningen till att företag som kan massproducera fyrklippta celler fortfarande är koncentrerade till de få ledarna.

En annan praktisk fråga är utbytet. Ju finare skärning, desto större risk för fragmentering. En vän på en modulfabrik berättade för mig att fragmenteringsgraden för fyrskuren är 2-3 procentenheter högre än halvskuren, vilket har en direkt påverkan på kostnaden.

Antalet lödpunkter är också ett problem. En fyrskuren modul har dubbelt så många lödpunkter som en halvskuren och fyra gånger så många som en hel cell. Varje lödpunkt är en potentiell felpunkt. Om den kan klara det långsiktiga tillförlitlighetstestet för en 25-årig garantiperiod, ärligt talat, finns det ännu inte tillräckligt med verkliga driftsdata för att svara på den frågan.

Vad de ledande aktörerna gör

Vad gör de ledande PV-företagen? Baserat på för närvarande tillgänglig offentlig information:

Tongwei rör sig mer aggressivt. Dess TNC 3.0-serie använder fyrskuren metod, med maximal effekt på 770W och verkningsgrad på 24,8%, vilket placerar den i första klassen bland massproducerade moduler. Kantpassivering använder dess egenutvecklade TPE-teknik.

Trina Solars Vertex 3:e generation använder också fyrskuren, med effekt på 760W-nivån. Trina har länge haft djup ackumulering inom modulförpackning, och den här gången har de tagit fram hela sitt arsenal.

Jinkos Tiger Neo 3.0 valde också fyrskuren, på 670W. Jinkos strategi har alltid varit stadig, inte att jaga extrema parametrar utan att värdera massproduktionskonsistens.

LONGis väg är annorlunda. Istället för att stapla fyrskuren ovanpå TOPCon, gick LONGi direkt på BC-vägen, och använde den inneboende höga effektiviteten hos back-contact-teknik för att lösa problemet. BC-moduler når 680W i massproduktion, med ett leveransmål för 2026 som överstiger 50GW. Detta är ett annat tillvägagångssätt, i huvudsak en satsning på den generationsmässiga fördelen hos en cellteknikväg.

Chint New Energys ASTRON 7 Pro antar också fyrskuren metod, på 670W.

Från dessa produkter kan du se en intressant divergens: de flesta företag väljer att stapla fyrskuren på befintliga TOPCon-linjer för att "förlänga deras livslängd", medan LONGi väljer att hoppa över detta steg och satsa direkt på BC. Vilken strategi som slutligen vinner, det är för tidigt att dra slutsatser om.

Verkliga fördelar för kraftverksägare

För kraftverksinvesterare och ägare erbjuder fyrskurna moduler två praktiska fördelar.

För det första, bättre prestanda i svagt ljus. Fyrsnittsmoduler har lägre driftström, så i svaga ljusförhållanden som tidiga morgnar, kvällar, molniga dagar och vinter är generationsförlusten mindre. Underskatta inte denna skillnad, när den omvandlas till årliga generationsvinster är påverkan på avkastningen på investeringen mycket verklig.

För det andra, starkare motståndskraft mot skuggning. Den interna kretsen i en fyrsnittsmodul är uppdelad i finare strängar, så när den är delvis skuggad (trädskuggor, fågelspillning, dammansamling) är påverkan på hela modulens uteffekt mindre. Detta är särskilt meningsfullt för distribuerade takscenarier, där skuggningsförhållandena på tak tenderar att vara komplexa.

Naturligtvis är avvägningen ett något högre modulpris. Men med tanke på generationsvinsterna från förbättrad effektivitet är den utjämnade elkostnaden (LCOE) med största sannolikhet bättre.

Utsikter: Ett pragmatiskt val för det nuvarande fönstret

Här är några personliga bedömningar, för referens.

På kort sikt kommer fyrsnitt att bli ett standarddrag för TOPCon-lägret. Med ministeriets effektivitetsgraderingsstandard på plats, ingen uppgradering innebär ingen anbudskvalificering, en hård begränsning. Det förväntas att från andra halvan av 2026 till 2027 kommer ledande företags TOPCon-linjer till stor del att slutföra fyrsnittsuppgraderingen.

På medellång sikt, när processerna mognar och utbytena förbättras, kommer kostnadspremien för fyrsnitt gradvis att minska. Till 2027-2028 kan prisskillnaden mellan fyrsnitts- och icke-fyrsnittsmoduler krympa till en försumbar nivå. Vid den tidpunkten kommer det att skifta från dagens "premiumalternativ" till en "grundkonfiguration."

På lång sikt är fyrsnitt med största sannolikhet en övergångslösning. Teknikutvecklingen inom solcellsindustrin slutar aldrig, och nya cellstrukturer eller paketeringsmetoder kan dyka upp som gör frågan om "hur många snitt" irrelevant.

Men det är en fråga för senare.

I detta nuvarande fönster är fyrsnitt det mest pragmatiska valet. Investeringen är kontrollerbar, resultaten är snabba, det låser inte in en rutt, och det löser problemet som finns.

I dagens miljö där modulpriserna har drivits under 1 yuan/W, är tekniken som snabbast och mest tillförlitligt kan höja effektiviteten och vinna anbud den goda tekniken.

Ingen störning behövs, ingen revolution behövs.

Tillräckligt bra, användbar och redo att användas just nu, det räcker.

Ooitechs syn

Ooitech anser: Fyrsnitts cellteknik är för närvarande den mest pragmatiska, kostnadseffektiva och snabbverkande vägen för modultillverkare att möta stigande effektivitetsstandarder och förbli konkurrenskraftiga i anbudsspelet.