光伏儲(chǔ)能是我國(guó)在雙碳政策下實(shí)現(xiàn)能源綠色轉(zhuǎn)型的主要領(lǐng)域，隨著國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的布局，《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2025年）》和《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》等政策出臺(tái)，風(fēng)光儲(chǔ)已是寫(xiě)在國(guó)家頂層設(shè)計(jì)中的發(fā)展方向。

我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)處于迅速爆發(fā)階段

目前我國(guó)光伏裝機(jī)容量已連續(xù)9年穩(wěn)居世界首位。如青海塔拉灘光伏電站，一個(gè)光伏電站的面積就達(dá)608平方公里，相當(dāng)于一個(gè)新加坡的大小。

而在這個(gè)高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)中，同樣有著激光清洗的廣闊天地：

1.光伏生產(chǎn)環(huán)節(jié)：

三代太陽(yáng)能電池CIGS后端處理

在第三代太陽(yáng)能電池中，CIGS薄膜具有較廣泛的應(yīng)用，既可單獨(dú)作為薄膜太陽(yáng)能電池使用，也可與鈣鈦礦材料集成，作為CIGS-鈣鈦礦疊層電池使用。

在CIGS薄膜太陽(yáng)能組件的生產(chǎn)過(guò)程中，覆蓋玻璃的鉬層必須暴露在光電二極管各自的太陽(yáng)能組件背電極區(qū)域，沿著平行于長(zhǎng)玻璃邊緣的區(qū)域，用于隨后的導(dǎo)電帶的焊接或?qū)щ娔z合。這需要在不破壞下面的鉬層的情況下，選擇性地去除CIGS吸收器和透明前電極(TCO)僅有的幾微米厚的薄層。

水滴激光對(duì)此進(jìn)行了相應(yīng)測(cè)試，工藝測(cè)試結(jié)果證明在特定工藝下的激光清洗技術(shù)可滿足無(wú)損傷的鉬曝光。

CIGS薄膜生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的鉬層

并且在不同功率下，激光清洗工藝還可用于太陽(yáng)能電池板封裝過(guò)程中去除玻璃面板邊緣完整的CIGS層堆疊以提供電氣隔離，消除在層疊邊緣形成短路的風(fēng)險(xiǎn)。 清洗過(guò)程中同樣可達(dá)到玻璃表面干凈無(wú)損的最終效果，有助于生產(chǎn)可靠、耐用的CIGS模塊。

2.光伏運(yùn)維環(huán)節(jié)：

自動(dòng)化電池板表面激光除塵裝置

為獲得更高的太陽(yáng)輻射量，光伏電站多建在緯度較低、地勢(shì)較高的地區(qū)，這些地區(qū)塵土污染嚴(yán)重。會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)電效率，降低光伏組件壽命，熱斑效應(yīng)存在引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)隱患。研究顯示，光伏面板上的積塵能降低7％—40％的發(fā)電效率。

目前市面上常見(jiàn)的光伏面板清洗方式為用水沖洗，具體可細(xì)分為人工使用毛刷或高壓水槍清洗、工程車輛進(jìn)行機(jī)器沖洗噴灑和小型清洗機(jī)器人等不同方式。都存在清洗效率較為低下，整體清洗效果較為參差，成本相對(duì)高昂等問(wèn)題。

人工清洗不能保證無(wú)死角，且易損傷表面

在該領(lǐng)域激光清洗已有成熟的解決替代方案，具體方式為將激光清洗機(jī)器人集成安裝在光伏組件陣列上，機(jī)器人直接行走在跨串軌道上或通過(guò)機(jī)械臂遠(yuǎn)距離掃描光伏面板實(shí)現(xiàn)清洗目的。

整個(gè)清潔過(guò)程不僅無(wú)需水和化學(xué)藥劑，而且機(jī)器人不直接接觸光伏面板，從而進(jìn)一步避免了傳統(tǒng)清潔方式對(duì)面板的物理?yè)p傷，全方位提升光伏發(fā)電的整體效率和可靠性。

3.光伏回收環(huán)節(jié)：

一代硅晶電池膠膜激光剝離裝置

隨著三代太陽(yáng)能電池工藝逐漸成熟，最早的一代硅晶光伏面板使用年限普遍達(dá)到15年左右，即將達(dá)到使用壽命。2030年，全球光伏組件回收將達(dá)800萬(wàn)噸左右，迎來(lái)回收大潮。2050年，全球?qū)?huì)有將近8000萬(wàn)噸的光伏組件進(jìn)入回收階段，約43億塊報(bào)廢光伏組件需要處理。如今，這一新興產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于爆發(fā)的前夕。

光伏組件中玻璃約占70%、鋁材占比18%、硅材料占比3.5%，有色金屬銅約占1.5%，稀有金屬約占1%、黏合封膠占比6%，整體材料由玻璃、鋁、硅等材料，以及銀、銦、鉛、硒和鎘等稀有元素組成。

組件回收并不是件容易的事，EVA和POE粘結(jié)膠膜有著絕緣和耐高低溫的特性，和脆弱的硅片之間如何有效分離，涉及到“有機(jī)粘結(jié)膠膜結(jié)構(gòu)與表面粘結(jié)特性演化及解粘結(jié)機(jī)理”，硅材料/有機(jī)粉體粘附界面的亞微觀分離或剝離特性”等多個(gè)命題，到目前都未能達(dá)到滿意的效果。

粘結(jié)膠膜目前沒(méi)有比激光清洗更合適的處理方法

目前光伏回收主要采用物理分離和有機(jī)溶劑溶解法。

物理分離法是指將組件經(jīng)破碎、金屬剝離、濕法冶金分離等步驟來(lái)回收金屬。實(shí)驗(yàn)表明此方法僅可獲得17.4%的金屬回收率，回收率極低。

有機(jī)溶劑溶解法是指選擇幾種有機(jī)溶劑浸泡去除背板的晶硅電池片，用有機(jī)溶劑溶解封裝材料EVA，使玻璃與電池片分離，此方法可以獲取整塊完整的電池片，但相應(yīng)的作為耗材的化學(xué)溶劑價(jià)值不菲，且對(duì)環(huán)境環(huán)保存在一定的影響。

這兩種方案因?yàn)楦髯缘木窒?，并不能滿足產(chǎn)業(yè)化需求。

激光清洗在這方面同樣具有得天獨(dú)厚的替代優(yōu)勢(shì)。激光能使膠膜變性脫粘，在不損傷硅片的情況下完成硅板與膠膜的剝離。而通過(guò)這一方式所得的玻璃面板表面也會(huì)更加完整無(wú)損傷，擁有較好的表面清潔度。

水滴激光實(shí)測(cè)回收率＞98%

相較于目前主流的機(jī)械破碎和溶劑浸泡而言，激光清洗技術(shù)不僅有著接近百分百的硅片回收率，而且作業(yè)工序有了較大程度的簡(jiǎn)化，可進(jìn)一步提升回收效率。

 激光清洗設(shè)備在光伏的生產(chǎn)、使用和回收全過(guò)程中都可對(duì)原有工藝進(jìn)行更優(yōu)替代。且根源于激光清洗這一技術(shù)本身的特性，無(wú)需耗材、只需接電，不產(chǎn)生二次污染。它將是一條切實(shí)可行的能耗低、污染極小、經(jīng)濟(jì)可行的光伏行業(yè)工藝替代的技術(shù)路徑。

水滴激光作為國(guó)內(nèi)激光清洗領(lǐng)域的頭部領(lǐng)軍企業(yè)，擁有眾多國(guó)內(nèi)指標(biāo)性領(lǐng)先產(chǎn)品，在光伏行業(yè)中已成功幫助多家企業(yè)進(jìn)行工藝升級(jí)，實(shí)現(xiàn)降本增效。