接线盒是光伏组件的重要组成部分
思瀚产业研究院    2024-11-01

光伏发电的基本原理是利用半导体的光生伏特效应，在太阳能电池内部PN结上形成电位差，从而将太阳能转换为电能。

太阳能电池指利用光电转换原理使太阳的辐射光能通过半导体物质转变为电能的一种器件，又称为光伏电池。太阳能组件指由若干个太阳能电池通过串并联的方式封装而成，可以单独使用，也可以串联或并联使用，作为离网或并网太阳能供电系统的发电单元。

光伏发电系统主要有离网光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电三种类型。光伏组件接线盒是保障整个光伏发电系统高效、可靠运行的重要部件。由于太阳能光伏电站运营环境的特殊性，接线盒常年暴露在室外使用，其产品应具有抗老化、防渗透、耐高温、耐紫外线的特性，能够适应各种恶劣环境条件下的使用要求。

离网光伏发电系统：离网光伏发电系统适用没有并网或并网电力不稳定的地区，离网光伏系统通常由太阳能组件、控制器、逆变器、蓄电池组和支架系统组成。他们产生直流电源可直接通过白天或储存在蓄电池组中，用于在夜间或在多云或下雨的日子提供电力。

并网光伏发电系统：并网光伏发电系统是由光伏电池方阵并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将电能输入公共电网。

分布式光伏发电系统：运行模式是在有太阳辐射的条件下，光 伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱 集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。

光伏组件主要由电池片、玻璃、胶膜、背板、接线盒及连接器等构成，接线盒是光伏组件的重要组成部分。接线盒能够连接太阳能光伏组件，将组件产生的直流电引出。在组件发生热斑效应时，接线盒还能起到自动保护作用，是太阳能光伏发电系统必不可少的配套产品。

光伏接线盒产品主要由盒体、盒盖、自动保护器件、导电体、底座、连接器、电缆线等配件构成。因为太阳能光伏发电环境的特殊性，对接线盒的性能要求较高，接线盒需具备耐候性、防水防尘、耐紫外线等性能。

根据快可电子招股说明书，光伏接线盒和连接器成本占太阳能电池板总成本约 3%。盒体是接线盒的主体部分，内置具有旁路保护功能的二极管和导电体，外接线缆和连接器，连接器亦是太阳能电池板连接的核心部件。

接线盒和连接器均需具有长期耐候性和良好的密封性以及大电流电压承载能力，需要在特定环境下长期使用，具备较强的抗风压、抗震等机械性能，确保在风沙、雨、雪、高温高湿度等各种恶劣环境下长期正常、稳定运转。

热斑效应指在太阳能组件的构造中，单个电池片被串联在一起，若其中一个电池片被遮挡，受影响的电池将不再作为电源工作，而是变为能量消耗者，其他未遮挡的电池板将继续通过它们传递电流造成较高的能量损耗，此时热斑效应就会出现，甚至可能产生电池损毁，自动保护器件具备在光伏组件发生热斑效应时起到自动保护功能。

正常情况下，接线盒的连接功能主要通过导电体→电缆线→连接器完成，但在异常情况下，如出现热斑效应时，自动保护器件将起到保护作用。自动保护器件能自动工作起到保护作用，旁路电流绕过遮挡的电池片，经自动保护器件传递下去。自动保护器件工作时会产生大量的热量，散热是接线盒的重要设计内容，也是目前接线盒设计水平的关键所在。

接线盒产品按盒体结构可分为单体接线盒和分体接线盒，其中单体接线盒盒体部分为一个，分体接线盒盒体部分一般为三个。相比单体接线盒，分体接线盒具备散热性能更好、连接效率高及系统稳定性强等优点。

接线盒产品按保护器件采取的芯片封装工艺的不同及材料区别可进一步细分为二极管接线盒和芯片接线盒。传统接线盒的保护器件一般为芯片封装成的二极管，芯片接线盒的保护功能则主要通过直接浇注的芯片实现。

不同细分类型光伏组件接线盒比较

单体二极管接线盒：产品采用灌胶密封方式密封，防护等级更高。汇流条采用加锡焊接式，保护器件采用电阻焊接式，线缆与导电体连接采用铆接+加锡焊接，线缆引出采用超声波压接机械锁紧。产品综合性能高，结构简洁。本产品用于光伏组件的连接。

产品采用密封圈方式密封，防护等级高。通过整合无线遥控遥测技术及互联网应用，控制每一个接线盒，从而监测控制光伏电站中每片组件，实现远程控制。本产品用于光伏组件的连接关断控制及数据监控。

产品采用灌胶密封方式密封，防护等级更高。通过系统核心部件 RSD 控制连接头将光伏电站中每片组件连接到系统中，使用双芯控制线路对核心部件进行供电。并将所有核心部件连入 RSD 控制系统中，实现人工和远程的控制。本产品用于光伏组件的连接关断控制。

单体芯片接线盒：产品采用灌胶密封方式密封，防护等级更高。汇流条采用加锡焊接式，保护器件采用芯片浇注模块式，线缆与导电体连接采用铆接+加锡焊接，线缆引出采用超声波压接机械锁紧。保护器件排布特殊，解决了保护器件集中发热的问题，可实现更大电流的需求。产品综合性能更高。本产品用于光伏组件的连接。

分体二极管接线盒：产品采用灌胶密封方式密封，防护等级更高。汇流条采用加锡焊接式，保护器件采用电阻焊接式/轴向保护器件结构，线缆与导电体连接采用电阻焊接+加锡焊接，线缆引出采用超声波压接机械锁紧。分体式可有效节省组件汇流条材料的用量，并解决了多只保护器件集中发热的问题，产品综合性能更高。本产品用于光伏组件的连接。

分体芯片接线盒：产品采用灌胶密封方式密封，防护等级更高。汇流条采用加锡焊接式，保护器件采用芯片浇注模块式，线缆与导电体连接采用电阻焊接+加锡焊接，线缆引出采用超声波压接机械锁紧。分体式可有效节省组件汇流条材料的用量，并解决了多只保护器件集中发热的问题，可实现更大电流的需求。产品综合性能更高。本产品用于光伏组件的连接。

分体接线盒相较于单体接线盒一方面更有助于解决多只保护器件集中发热的问题，实现电流承载力和组件功率提升；另一方面在一定程度上可有效节省组件汇流条材料的用量，以节省物料成本，如减少组件内部汇流带的长度及电阻的损耗，产品综合性能更高。

单体与分体接线盒所需生产设备、材料、人员不存在实质性显著差异，转换成本相对较低，传统的接线盒企业可以通过调整产线来应对市场需求的变化。单体和分体接线盒的生产流程区别主要在于后道装配环节，即因分体接线盒内部结构的特点，分体接线盒的装配需要具体区分各分体结构，并分别进行对应所需的铆接、上锡与焊接等工序，相比单体接线盒一个盒体的装配更为精细与复杂，所需生产配件、模具、设备、人员数量等方面也有一定增加，但具体的设备类型等不存在明显区别。

半导体可分为集成电路与分立器件两大类，而功率半导体分立器件系分立器件的类型之一，功率半导体分立器件芯片为功率半导体分立器件关键组成部分。功率半导体分立器件芯片与目前半导体行业通常所指代的集成电路芯片存在一定程度差异：一方面功率半导体分立器件芯片的结构相对简单，一般不涉及复杂的电路设计，而集成电路芯片则需将多个电容、电阻、导线等元件以具有特定功能的图形刻于硅片上，设计与结构相对复杂；另一方面功率半导体分立器件芯片功能也相对简单，主要为功率转换、放大、开关等既定的通用功能，而集成电路芯片则可实现数字信号、模拟信号的处理与转换等复杂功能。

整体来看，功率半导体分立器件芯片与集成电路芯片于制作上均需通过在硅晶圆片上进行抛光、氧化、扩散、光刻等一系列加工后形成，均属于半导体芯片。出于线路结构、工艺成熟度以及功能性能等，由功率半导体分立器件芯片所构成的功率分立器件在电子行业中应用广泛而普遍。

以接线盒行业代表性企业通灵股份为例，其芯片接线盒产品中所用的“芯片”系肖特基二极管芯片，属于功率半导体分立器件芯片中的一类，与集成电路芯片存在一定程度差异。二极管接线盒的保护功能主要通过由芯片封装而成的二极管实现，其中芯片通常可由硅材料采取半导体芯片制造工艺制造而得，二极管具备单向导电性能，通过传统装配技术直接将其装配至接线盒。

芯片接线盒的保护功能主要通过直接浇注的芯片实现，采用双组份环氧树脂胶通过灌封浇注的方式进行低压封装，并与导电体、散热片、接线盒底座等制作成一体化结构，最终装配至接线盒。因此，相较于一般的二极管接线盒，芯片接线盒实现了接线盒芯片封装技术与装配技术的优化整合，不依赖于二极管或模块的采购，省略了与二极管或模块厂商的相互磨合和调整过程。

相比二极管接线盒，芯片接线盒具备电流承载能力大、散热性好、自动化生产水平高等优点，近年来市场需求逐步提升。市面上与其芯片接线盒一定程度上类似的技术路线产品为模块接线盒，模块接线盒主要由模块和盒体构成，再与连接器等连接形成成品，其中模块主要由芯片、金属导体及外壳封装材料等组合而成，该模块产品一般集合了二极管和导电体的保护和导电功能，接线盒厂家通过外购模块，再以传统装配技术将其装配至接线盒。

原材料方面，生产接线盒所需的直接材料主要为电缆线、二极管、塑料粒子、连接器和镀锡绞丝等，直接材料占接线盒生产成本的比重达八成以上，占比较高。2024年以来，电缆线、镀锡绞丝、二极管和塑料粒子等主要原材料采购价格有所波动，其中铜价的上涨对接线盒产品成本影响较大。受下游终端光伏发电的平价上网、补贴退坡政策影响，下游组件厂商面临较大降本增效压力。部分接线盒头部企业向上游产业链延伸，以提高原材料自制比例方式降低产品生产成本。

由于接线盒产品材料成本中电缆线占比较高，通过采购镀锡绞丝等原材料自产电缆线以用于生产接线盒，能够有效降低接线盒产品的整体材料成本。接线盒销售价格主要受市场供求关系影响，销售价格与直接材料价格的变动无法完全同步，但如果主要原材料价格大幅度波动，则会对接线盒企业盈利水平的稳定性造成不利影响。

以通灵股份公司为例，在原材料价格波动时公司无法及时调整产品销售价格及各主要原材料占营业成本的比例不变的假设条件下，以2020 年度为基数，若公司主要原材料价格波动 20%，公司毛利率将波动 8.72 个百分点，主要原材料价格变动对公司经营情况具有较大影响。

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