Vierfachzellentechnologie: Der nächste Effizienzcode in der PV-Industrie

Einführung

In den letzten sechs Monaten taucht ein Begriff immer häufiger in PV-Kreisen auf: Vierschnitt-Zellen.

Tongwei, JinkoSolar, Trina, Chint... eine Welle führender PV-Giganten hat gemeinsam auf diese Technologie gesetzt. Neue Produkteinführungen kommen Schlag auf Schlag, und Modul-Effizienzrekorde werden immer wieder gebrochen.

Manche nennen es eine "technologische Revolution", andere sagen, es sei nur eine "natürliche Weiterentwicklung der Halbzellen". Was ist die Wahrheit? Warum setzen die großen Player gemeinsam auf diese Technologie? Lassen Sie uns heute alles aufschlüsseln.

Das Prinzip: Warum das Schneiden von Zellen wichtig ist

Bevor wir über Vierschnitt-Zellen sprechen, gibt es eine grundlegende Frage, die zwei Minuten wert ist.

Viele Leute denken, der Zweck des Zellschneidens sei es, "die Effizienz zu verbessern". Streng genommen ist diese Aussage nicht ganz korrekt.

Schneiden verbessert nicht die Zelleffizienz, sondern die verpackte Leistung des Moduls.

Die Zelleffizienz ist die eigene Angelegenheit der Zelle. Ob Sie sie schneiden oder nicht, die Effizienz einer einzelnen Zelle ändert sich nicht. Aber sobald sie in kleinere Stücke geschnitten wird, wird der Strom kleiner, und die ohmschen Verluste dieses Stroms auf den Busbars und Bändern sinken. Diese eingesparte Energie zeigt sich letztendlich als Anstieg der Modulausgangsleistung.

Joulesches Gesetz, Physik der Mittelstufe: Verlust = I²R. Halbiert man den Strom, wird der Verlust zu einem Viertel.

Der Grund, warum die Halbzellentechnologie in den letzten fünf Jahren weit verbreitet wurde, liegt in dieser unglaublich einfachen mathematischen Beziehung.

Four-Cut ist eine Erweiterung derselben Logik: Halbieren Sie den Strom erneut, und der Verlust sinkt wieder auf ein Viertel. Die Aufrüstung eines Moduls von Half-Cut auf Four-Cut bringt einen Leistungsgewinn von etwa 10-20 W, was einer Effizienzsteigerung von 0,3-0,5 Prozentpunkten entspricht.

Das klingt vielleicht nicht nach viel. Aber im heutigen Preisumfeld kann dieser 0,3-Prozentpunkt den Unterschied zwischen einem gewonnenen und einem verlorenen Angebot ausmachen.

Warum jetzt? Die Markttreiber

Das technische Prinzip von Four-Cut-Zellen ist nicht neu, man diskutierte es bereits vor mindestens fünf Jahren. Aber die echte Massenproduktion begann erst in den letzten sechs Monaten.

Warum?

Weil sich die Bedingungen auf der Nachfrageseite geändert haben.

Die erste Änderung ist die Politik. Am 15. Juni veröffentlichte das chinesische Ministerium für Industrie und Informationstechnologie einen Bewertungs- und Klassifizierungsstandard für PV-Module, der sie nach Umwandlungswirkungsgrad in vier Stufen einteilt, wobei die niedrigste Stufe bei 23,4 % liegt. Obwohl nominell ein empfohlener Standard, werden staatliche Unternehmen bei der Beschaffung höchstwahrscheinlich direkt darauf Bezug nehmen. Für Modulhersteller ist dies keine Frage des "Ob", sondern eine Frage von "Mach es oder werde eliminiert."

Four-Cut kann auf bestehenden Produktionslinien nachgerüstet werden, mit kurzen Zyklen, geringen Investitionen und schnellen Ergebnissen. Dies ist der erste Treiber des Four-Cut-Booms: Es ist der schnellste Weg, die Effizienzschwelle auf bestehenden Linien zu erreichen.

Die zweite Änderung ist die Wettbewerbslandschaft. Die TOPCon-Technologie wird zunehmend homogenisiert, und die Effizienzlücke zwischen den Zellenherstellern hat sich auf innerhalb von 0,2 Prozentpunkten verengt. In dieser Situation ist die Optimierung der Verpackung auf Modulebene zu einem der wenigen verbleibenden Bereiche geworden, um Differenzierung zu schaffen.

Mit anderen Worten: Der Spielraum, auf Zellebene Wasser herauszupressen, ist fast ausgeschöpft, und jetzt ist die Modulebene an der Reihe.

Die eigentliche Herausforderung: Kantenpassivierung und Ausbeute

Allerdings ist Four-Cut nicht einfach nur eine Frage des Zerschneidens und Fertig.

Nachdem eine Zelle in vier Stücke geschnitten wurde, ist die Fläche der Schnittkantenschäden doppelt so groß wie bei der Half-Cut-Technologie. Unbehandelt verursachen diese Schäden eine starke Rekombination der Ladungsträger, was tatsächlich die Effizienz senkt; die geschnittene Zelle könnte schlechter abschneiden als eine ungeschnittene.

Daher liegt die zentrale Prozessschwierigkeit von Four-Cut nicht im "Schneiden", sondern in der anschließenden Kantenpassivierung.

Es gibt heute mehrere gängige Ansätze: Tongwei verwendet seine selbst entwickelte TPE-Kantenpassivierungstechnologie, die laut öffentlichen Informationen gute Leistungen erbringt. Andere führende Anbieter haben jeweils eigene Lösungen, aber nur wenige Details werden öffentlich bekannt gegeben.

Kantenpassivierung klingt wie ein Satz, aber die Umsetzung ist eine systemtechnische Herausforderung. Die Wahl des Passivierungsschichtmaterials, die Dickenkontrolle, die Gleichmäßigkeit, die Kompatibilität mit nachfolgenden Verpackungsprozessen ... jeder Schritt erfordert wiederholte Feinabstimmung. Genau deshalb sind die Unternehmen, die in der Lage sind, Vierschnitt in Massenproduktion herzustellen, immer noch auf wenige führende Anbieter konzentriert.

Ein weiteres praktisches Problem ist die Ausbeute. Je feiner der Schnitt, desto größer das Bruchrisiko. Ein Freund in einer Modulfabrik sagte mir, dass die Bruchrate bei Vierschnitt 2-3 Prozentpunkte höher ist als bei Halbschnitt, was sich direkt auf die Kosten auswirkt.

Auch die Anzahl der Lötstellen ist ein Problem. Ein Vierschnittmodul hat doppelt so viele Lötstellen wie ein Halbschnittmodul und viermal so viele wie eine Vollzelle. Jede Lötstelle ist ein potenzieller Ausfallpunkt. Ob es die Langzeitzuverlässigkeit einer 25-jährigen Garantiezeit überstehen kann, ist ehrlich gesagt noch nicht durch ausreichende Betriebsdaten aus der Praxis belegt.

Was die führenden Anbieter tun

Was tun die führenden PV-Unternehmen? Basierend auf derzeit verfügbaren öffentlichen Informationen:

Tongwei geht aggressiver vor. Die TNC 3.0-Serie verwendet den Vierschnitt-Ansatz, mit einer maximalen Leistung von 770 W und einem Wirkungsgrad von 24,8 %, was sie in die erste Liga der massenproduzierten Module bringt. Für die Kantenpassivierung wird die selbst entwickelte TPE-Technologie verwendet.

Trina Solars Vertex der 3. Generation verwendet ebenfalls Vierschnitt, mit einer Leistung von 760 W. Trina hat seit langem tiefgehende Erfahrungen in der Modulverpackung und hat diesmal sein gesamtes Arsenal eingesetzt.

Jinkos Tiger Neo 3.0 setzt ebenfalls auf Vierschnitt, mit 670 W. Jinkos Strategie war schon immer stabil, nicht auf extreme Parameter ausgerichtet, sondern auf Massenproduktionskonsistenz.

LONGIs Weg ist anders. Anstatt Vierschnitt auf TOPCon zu stapeln, ging LONGi direkt den BC-Weg und nutzte die inhärente hohe Effizienz der Rückkontakt-Technologie, um das Problem zu lösen. BC-Module erreichen in der Massenproduktion 680 W, mit einem Auslieferungsziel von über 50 GW für 2026. Dies ist ein anderes Spielbuch, im Wesentlichen eine Wette auf den Generationsvorteil einer Zelltechnologie-Route.

Chint New Energys ASTRON 7 Pro verwendet ebenfalls den Vierschnitt-Ansatz, mit 670 W.

Bei diesen Produkten ist eine interessante Divergenz zu beobachten: Die meisten Unternehmen entscheiden sich dafür, Four-Cut auf bestehende TOPCon-Linien zu stapeln, um deren Lebensdauer zu verlängern, während LONGi diesen Schritt überspringt und direkt auf BC setzt. Welche Strategie letztlich gewinnt, ist noch zu früh, um ein Fazit zu ziehen.

Echte Vorteile für Kraftwerksbetreiber

Für Investoren und Betreiber von Kraftwerken bieten Four-Cut-Module zwei praktische Vorteile.

Erstens eine bessere Schwachlichtleistung. Four-Cut-Module haben einen niedrigeren Betriebsstrom, sodass bei schwachen Lichtverhältnissen wie frühmorgens, abends, an bewölkten Tagen und im Winter der Erzeugungsverlust geringer ist. Unterschätzen Sie diesen Unterschied nicht: In jährliche Erzeugungsgewinne umgerechnet, sind die Auswirkungen auf die Kapitalrendite sehr real.

Zweitens eine stärkere Verschattungsresistenz. Der interne Schaltkreis eines Four-Cut-Moduls ist in feinere Strings unterteilt, sodass bei teilweiser Verschattung (Baumschatten, Vogelkot, Staubansammlung) die Auswirkung auf die Gesamtleistung des Moduls geringer ist. Dies ist besonders für verteilte Dachanlagen von Bedeutung, da die Verschattungsbedingungen auf Dächern oft komplex sind.

Natürlich ist der Kompromiss ein etwas höherer Modulpreis. Aber unter Berücksichtigung der Erzeugungsgewinne durch die verbesserte Effizienz ist die Stromgestehungskosten (LCOE) höchstwahrscheinlich besser.

Ausblick: Eine pragmatische Wahl für das aktuelle Fenster

Hier sind einige persönliche Einschätzungen, als Referenz.

Kurzfristig wird Four-Cut ein Standardzug für das TOPCon-Lager werden. Mit dem Effizienzklassenstandard des Ministeriums bedeutet kein Upgrade keine Angebotsberechtigung – eine harte Einschränkung. Es wird erwartet, dass die TOPCon-Linien der führenden Unternehmen ab der zweiten Jahreshälfte 2026 bis 2027 das Four-Cut-Upgrade weitgehend abgeschlossen haben.

Mittelfristig, mit zunehmender Prozessreife und steigenden Ausbeuten, wird sich der Kostenaufschlag von Four-Cut allmählich verringern. Bis 2027-2028 könnte der Preisunterschied zwischen Four-Cut- und Nicht-Four-Cut-Modulen auf ein vernachlässigbares Niveau schrumpfen. Dann wird es sich von der heutigen Premium-Option zu einer Basiskonfiguration wandeln.

Langfristig ist Four-Cut höchstwahrscheinlich eine Übergangslösung. Der Technologiezyklus in der PV-Branche hört nie auf, und es könnten neue Zellstrukturen oder Verpackungsmethoden entstehen, die die Frage nach der Anzahl der Schnitte irrelevant machen.

Aber das ist eine Sache für später.

In diesem aktuellen Fenster ist Four-Cut die pragmatischste Wahl. Die Investition ist kontrollierbar, die Ergebnisse sind schnell, es legt sich nicht auf eine Route fest und löst das anstehende Problem.

In der heutigen Umgebung, in der die Modulpreise unter 1 Yuan/W gefallen sind, ist die Technologie, die die Effizienz am schnellsten und zuverlässigsten steigern und Ausschreibungen gewinnen kann, die gute Technologie.

Keine Unterbrechung nötig, keine Revolution nötig.

Gut genug, nützlich und sofort einsatzbereit, das reicht.

Ooitechs Ansicht

Ooitech glaubt: Die Vierschnitt-Zelltechnologie ist derzeit der pragmatischste, kostengünstigste und schnellste Weg für Modulhersteller, um steigende Effizienzstandards zu erfüllen und im Ausschreibungswettbewerb wettbewerbsfähig zu bleiben.