Vierschnittzellen-Technologie: Der nächste Effizienzcode

Kurze Antwort: Die Vierfach-Zellentechnologie teilt eine vollständige Zelle entlang der Busbar-Richtung in vier Teile, wodurch der Strom, den jedes Teil führt, reduziert und somit der Widerstandsverlust im Ribbon und in den Fingern verringert wird. Die Industrie hat sich von Vollzellen zu Halbzellen zu Drittelzellen entwickelt, und Viertelzellen sind der nächste Schritt in derselben Argumentationskette: Weniger Strom pro Teil bedeutet dünnere Ribbons und niedrigeren Serienwiderstand, was die Modulleistung erhöht. Die Gewinne sind an den Modulbewertungen sichtbar – ein Viertelzellen-Layout wurde verwendet, um Module in der 760-W-bis-770-W-Klasse zu erreichen, wo das äquivalente Drittelzellen-Design näher bei 670 W bis 680 W liegt. Die Kosten sind mehr Schneiden pro Modul, mehr Handhabung und eine größere Anzahl von Lötstellen. Die Planungszahlen der Industrie für Viertelzellen-Kapazität erreichten in den letzten Runden etwa 50 GW, was der Punkt ist, an dem die Werkzeugfrage dringend wird.

PV-Modulfertigung · von Jerry, Ooitech

Einführung

In den letzten sechs Monaten tauchte ein Begriff immer häufiger in PV-Kreisen auf: Vierschnittzellen.

Tongwei, JinkoSolar, Trina, Chint... eine Welle führender PV-Giganten hat gemeinsam auf sie gesetzt. Neue Produkteinführungen folgen Schlag auf Schlag, und Moduleffizienzrekorde werden immer wieder gebrochen.

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

Das Prinzip: Warum das Schneiden von Zellen wichtig ist

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

Viele 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 Modulleistung nach der Verkapselung.

Zelleffizienz ist die Sache der Zelle selbst. 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. Halbieren Sie den Strom, und der Verlust wird ein Viertel.

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

Vierschnitt ist eine Erweiterung derselben Logik: Halbieren Sie den Strom erneut, und der Verlust sinkt wieder auf ein Viertel. Die Aufrüstung eines Moduls von Halbschnitt auf Vierschnitt bringt einen Leistungsgewinn von etwa 10-20 W, was einer Effizienzverbesserung 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 dem Gewinn einer Ausschreibung oder nicht ausmachen.

Warum jetzt? Die Markttreiber

Das technische Prinzip von Vierschnitt-Zellen ist nicht neu, man diskutierte darüber 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 Einstufungs- und Klassifizierungsstandard für PV-Module, der sie nach Umwandlungswirkungsgrad in vier Stufen einteilt, wobei die niedrigste Stufe bei 23,4 % festgelegt wurde. Obwohl nominell ein empfohlener Standard, werden Beschaffungen staatlicher Unternehmen höchstwahrscheinlich direkt darauf verweisen. Für Modulhersteller ist dies keine Frage des "ob", sondern eine Frage von "tun oder eliminiert werden".

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

Die zweite Veränderung ist das Wettbewerbsumfeld. TOPCon Die Technologie wird zunehmend homogenisiert, und die Zelleffizienzlücke zwischen den Akteuren hat sich auf weniger als 0,2 Prozentpunkte verringert. In dieser Situation ist die Optimierung der Verpackung am Modulende zu einem der wenigen verbleibenden Bereiche geworden, in denen Differenzierung geschaffen werden kann.

Mit anderen Worten, der Raum, um am Zellende Wasser herauszupressen, ist fast erschöpft, und jetzt ist das Modulende an der Reihe.

Die eigentliche Herausforderung: Kantenpassivierung und Ausbeute

Das heißt, Vierschnitt ist nicht nur eine Sache des Schneidens und fertig.

Nachdem eine Zelle in vier Stücke geschnitten wurde, ist die Fläche des Schnittkantenschadens doppelt so groß wie bei Halbzellen-Technologie. Wenn dies unbehandelt bleibt, verursacht dieser Schaden schwere Rekombination von Ladungsträgern, was tatsächlich die Effizienz senkt; die geschnittene Zelle könnte am Ende schlechter sein als eine ungeschnittene.

Die zentrale Prozessschwierigkeit von Vierschnitt liegt also nicht im "Schneiden", sondern in der anschließenden Kantenpassivierung.

Es gibt heute mehrere gängige Ansätze: Tongwei verwendet seine selbst entwickelte TPE-Kantenpassivierungstechnologie, die nach öffentlichen Informationen gute Leistungen zeigt. Andere führende Spieler haben jeweils ihre eigenen Lösungen, aber nur wenige Details werden öffentlich preisgegeben.

Kantenpassivierung klingt wie ein Satz, aber es zu tun ist eine systemtechnische Anstrengung. Die Wahl des Passivierungsschichtmaterials, Dickenkontrolle, Gleichmäßigkeit, Kompatibilität mit nachfolgenden Verpackungsprozessen... jeder Schritt erfordert wiederholtes Abstimmen. Genau das ist der Grund, warum die Unternehmen, die Vierschnitt in Massenproduktion herstellen können, immer noch auf die wenigen führenden Anbieter konzentriert sind.

Ein weiteres praktisches Problem ist der Wirkungsgrad. Je feiner der Schnitt, desto größer das Fragmentierungsrisiko. Ein Freund in einer Modulfabrik sagte mir, dass die Fragmentierungsrate bei Viertelung um 2-3 Prozentpunkte höher ist als bei Halbierung, was sich direkt auf die Kosten auswirkt.

Auch die Anzahl der Lötstellen ist ein Problem. Ein Viertelungsmodul hat doppelt so viele Lötstellen wie ein Halbierungsmodul und viermal so viele wie eine volle Zelle. Jede Lötstelle ist ein potenzieller Ausfallpunkt. Ob es den Langzeit-Zuverlässigkeitstests über eine 25-jährige Garantiezeit standhalten kann, ist ehrlich gesagt noch nicht durch ausreichende reale Betriebsdaten beantwortet.

Was die führenden Hersteller tun

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

Tongwei geht aggressiver vor. Die TNC 3.0-Serie verwendet den Viertelungsansatz, mit einer maximalen Leistung von 770W und einem Wirkungsgrad von 24,8%, was sie in die erste Reihe der massenproduzierten Module bringt. Die Kantenpassivierung verwendet die selbstentwickelte TPE-Technologie.

Trina Solars Vertex der 3. Generation verwendet ebenfalls Viertelung, mit einer Leistung im 760W-Bereich. Trina hat seit langem tiefe Erfahrung in der Modulverpackung und hat diesmal alle Register gezogen.

Jinkos Tiger Neo 3.0 setzt ebenfalls auf Viertelung, bei 670W. Jinkos Strategie war schon immer stabil, nicht auf extreme Parameter ausgerichtet, sondern auf Konsistenz in der Massenproduktion.

LONGis Weg ist anders. Anstatt Viertelung 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 680W, mit einem Versandziel von über 50GW für 2026. Das ist ein anderes Konzept, im Wesentlichen eine Wette auf den Generationenvorteil einer Zelltechnologie-Route.

Chint New Energys ASTRON 7 Pro verwendet ebenfalls den Viertelungsansatz, bei 670W.

Aus diesen Produkten sieht man eine interessante Divergenz: Die meisten Unternehmen wählen, Viertelung auf bestehenden TOPCon-Linien zu stapeln, um ihre Lebensdauer zu verlängern, während LONGi diesen Schritt überspringt und direkt auf BC setzt. Welche Strategie letztlich gewinnt, ist noch zu früh zu beurteilen.

Echte Vorteile für Kraftwerksbetreiber

Für Investoren und Betreiber von Kraftwerken bieten Viertelungsmodule zwei praktische Vorteile.

Erstens: bessere Leistung bei schwachem Licht. Vierschnitt-Module haben einen niedrigeren Betriebsstrom, daher ist der Erzeugungsverlust in Schwachlichtszenarien wie frühen Morgenstunden, Abenden, bewölkten Tagen und im Winter geringer. Unterschätzen Sie diesen Unterschied nicht – umgerechnet auf den jährlichen Erzeugungsgewinn ist die Auswirkung auf die Kapitalrendite sehr real.

Zweitens: stärkere Verschattungstoleranz. Der interne Schaltkreis eines Vierschnitt-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 Dachanwendungen relevant, da die Verschattungsbedingungen auf Dächern oft komplex sind.

Natürlich ist der Kompromiss ein etwas höherer Modulpreis. Aber angesichts der Erzeugungsgewinne durch verbesserte Effizienz sind die stromgestehungskosten (LCOE) höchstwahrscheinlich besser.

Ausblick: Eine pragmatische Wahl für das aktuelle Zeitfenster

Hier sind einige persönliche Einschätzungen, zur Referenz.

Kurzfristig wird Vierschnitt zum Standard für das TOPCon-Lager. Mit dem Effizienz-Bewertungsstandard des Ministeriums ist ein Upgrade ohne Qualifikation für Ausschreibungen eine harte Einschränkung. Es wird erwartet, dass die TOPCon-Linien führender Unternehmen von der zweiten Hälfte 2026 bis 2027 das Vierschnitt-Upgrade weitgehend abgeschlossen haben.

Mittelfristig, wenn die Prozesse ausgereift sind und die Ausbeuten sich verbessern, wird der Kostenaufschlag für Vierschnitt allmählich sinken. Bis 2027-2028 könnte die Preisdifferenz zwischen Vierschnitt- und Nicht-Vierschnitt-Modulen auf ein vernachlässigbares Niveau schrumpfen. Dann wird es sich von der heutigen "Premium-Option" zu einer "Basisausstattung" wandeln.

Langfristig ist Vierschnitt höchstwahrscheinlich eine Übergangslösung. Die Technologieiteration in der PV-Branche hört nie auf, und neue Zellstrukturen oder Verpackungsmethoden könnten entstehen, die die Frage nach "wie viele Schnitte" irrelevant machen.

Aber das ist eine Sache für später.

In diesem aktuellen Zeitfenster ist Vierschnitt die pragmatischste Wahl. Die Investition ist kontrollierbar, die Ergebnisse sind schnell, es legt keine Route fest und es löst das anstehende Problem.

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

Keine Störung nötig, keine Revolution nötig.

Gut genug, nützlich und sofort einsatzbereit – das reicht.

Ooitechs Ansicht

Ooitech ist überzeugt: Die Vierschnitt-Zelltechnologie ist derzeit der pragmatischste, kostengünstigste und am schnellsten wirkende Weg für Modulhersteller, um steigende Effizienzstandards zu erfüllen und im Wettbewerb um Ausschreibungen konkurrenzfähig zu bleiben.