Fyrklippt cellteknik: Nästa effektivitetskod inom PV-industrin

Introduktion

Under de senaste sex månaderna har en term dykt upp allt oftare i solcellskretsar: fyrskurna 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 halvskurna celler." Vad är sanningen? Varför satsar de stora aktörerna på denna teknik tillsammans? Idag ska vi bryta ner allt.

Principen: Varför cellskärning är viktigt

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

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

Skärning förbättrar inte cellens effektivitet, det förbättrar modulens förpackade effekt.

Cellens effektivitet är cellens egen sak. Oavsett om du skär den eller inte ändras inte effektiviteten hos en enskild cell. Men när den väl skärs i mindre bitar blir strömmen mindre, och resistansförlusterna för den strömmen på samlingsskenor 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 halvskärningstekniken blev utbredd under de senaste fem åren handlar om denna otroligt enkla matematiska relation.

Fyrdelning är en förlängning av samma logik: halvera strömmen igen, och förlusten sjunker till en fjärdedel igen. Att uppgradera en modul från halvdelning till fyrdelning ger en effektökning på cirka 10-20 W, vilket motsvarar en verkningsgradsförbättring på 0,3-0,5 procentenheter.

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

Varför nu? Marknadsdrivkrafterna

Den tekniska principen för fyrdelade celler är inte ny, man diskuterade den för minst fem år sedan. Men verklig massproduktion har bara skett under de senaste sex månaderna.

Varför?

För att efterfrågesidan har förändrats.

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 det 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", det är en fråga om "gör det eller bli eliminerad".

Fyrdelning kan eftermonteras på befintliga produktionslinjer, med korta cykler, låg investering och snabba resultat. Detta är den första drivkraften bakom fyrdelningsboomen: det är den snabbaste vägen för att uppfylla effektivitetströskeln på befintliga linjer.

Den andra förändringen är konkurrenslandskapet. TOPCon-tekniken blir allt mer homogeniserad, och effektivitetsskillnaden mellan celltillverkare har minskat till inom 0,2 procentenheter. I denna situation har paketeringsoptimering på modulsidan blivit en av de få återstående platserna för att skapa differentiering.

Med andra ord, utrymmet att pressa vatten ur cellsidan har nästan torkat ut, och nu är det modulsidans tur.

Den verkliga utmaningen: Kantpassivering och utbyte

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

Efter att en cell skurits i fyra bitar är arean av skadeområdet vid kanten dubbelt så stor som vid halvdelningsteknik. Om det lämnas obehandlat orsakar denna skada allvarlig rekombination av laddningsbärare, vilket faktiskt sänker effektiviteten; den skurna cellen kan bli sämre än en oskuren.

Så den centrala processutmaningen med fyrdelning är inte "skärningen", utan kantpassiveringen efteråt.

Det finns flera mainstream-metoder idag: Tongwei använder sin egenutvecklade TPE-kantpassiveringsteknik, som enligt offentlig information presterar bra. Andra ledande aktörer har sina egna lösningar, men få detaljer offentliggörs.

Kantpassivering låter som en mening, men att genomföra det är en systemteknikinsats. Valet av passiveringsskiktmaterial, tjocklekskontroll, enhetlighet, kompatibilitet med efterföljande paketeringsprocesser... varje steg kräver upprepad justering. Det är just därför företag som kan massproducera fyrklipp fortfarande är koncentrerade till ett fåtal ledare.

En annan praktisk fråga är utbyte. Ju finare klipp, desto större risk för fragmentering. En vän på en modulfabrik berättade att fragmenteringsgraden för fyrklipp är 2-3 procentenheter högre än halvklipp, vilket har en direkt påverkan på kostnaden.

Antalet lödningspunkter är också ett problem. En fyrklippsmodul har dubbelt så många lödningspunkter som en halvklipp och fyra gånger så många som en hel cell. Varje lödningspunkt är en potentiell felpunkt. Om den kan klara långtidsreliabilitetstestet under en 25-årig garantiperiod, ärligt talat, finns det inte tillräckligt med verkliga driftsdata än för att svara på den frågan.

Vad de ledande aktörerna gör

Vad gör de ledande solcellsföretagen? Baserat på för närvarande tillgänglig offentlig information:

Tongwei går mer aggressivt fram. Deras TNC 3.0-serie använder fyrklippsmetoden, med maximal effekt på 770W och verkningsgrad på 24,8%, vilket placerar den i första nivån bland massproducerade moduler. Kantpassivering använder deras egenutvecklade TPE-teknik.

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

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

LONGis väg är annorlunda. Istället för att stapla fyrklipp ovanpå TOPCon, gick LONGi direkt på BC-vägen, och använde den inneboende höga verkningsgraden hos backkontaktteknik för att lösa problemet. BC-moduler når 680W i massproduktion, med ett leveransmål för 2026 på över 50GW. Detta är en annan spelplan, i princip en satsning på generationsfördelen hos en cellteknologiväg.

Chint New Energys ASTRON 7 Pro använder också fyrklippsmetoden, på 670W.

Från dessa produkter kan man se en intressant divergens: de flesta företag väljer att stapla fyrskärning 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 är det för tidigt att dra slutsatser om.

Verkliga fördelar för kraftverksägare

För investerare och ägare av kraftverk erbjuder fyrskurna moduler två praktiska fördelar.

För det första, bättre prestanda i svagt ljus. Fyrskurna moduler 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 blir påverkan på avkastningen mycket verklig.

För det andra, starkare skuggtålighet. Den interna kretsen i en fyrskuren modul är uppdelad i finare strängar, så när den delvis skuggas (trädskuggor, fågelspillning, dammansamling) blir påverkan på hela modulens uteffekt mindre. Detta är särskilt meningsfullt för distribuerade takscenarier, där takskuggningsförhållandena tenderar att vara komplexa.

Nackdelen är naturligtvis 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 fyrskärning att bli ett standarddrag för TOPCon-lägret. Med ministeriets effektivitetsklassningsstandard på plats innebär ingen uppgradering ingen anbudskvalificering, en hård begränsning. Det förväntas att från andra halvan av 2026 till 2027 kommer ledande företags TOPCon-linjer till stor del att ha genomfört fyrskärningsuppgraderingen.

På medellång sikt, när processerna mognar och utbytena förbättras, kommer kostnadspremien för fyrskärning gradvis att minska. Åren 2027-2028 kan prisskillnaden mellan fyrskurna och icke-fyrskurna moduler krympa till en försumbar nivå. Då kommer det att förvandlas från dagens "premiumalternativ" till en "grundkonfiguration".

På lång sikt är fyrskärning med största sannolikhet en övergångslösning. Teknikiterationen inom solcellsindustrin upphör aldrig, och nya cellstrukturer eller förpackningsmetoder kan uppstå som gör frågan om "hur många skärningar" irrelevant.

Men det är en fråga för senare.

I detta nuvarande fönster är fyrskärning det mest pragmatiska valet. Investeringen är kontrollerbar, resultaten är snabba, det låser inte in en rutt och det löser problemet för tillfället.

I dagens miljö där modulpriserna har pressats under 1 yuan/W, är den teknik som snabbast och mest pålitligt kan höja verkningsgraden och vinna anbud den goda tekniken.

Ingen störning behövs, ingen revolution behövs.

Tillräckligt bra, användbar och redo att användas direkt, det räcker.

Ooitechs syn

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