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大硅片所向披靡 摻鎵、N型單晶大勢所趨 量產中存在哪些難點?
2020-06-19

  一、大硅片所向披靡




  為了降低光伏電站度電成本,光伏企業一直在致力于降低硅料、硅片、電池、組件生產成本,提高電池效率與組件功率。在提高組件功率這一環節,除了提高電池效率、組件技術外,還有一個簡單粗暴的方法,就是提高硅片面積,因此這一兩年來,硅片尺寸越做越大,從之前的156到現在的166、18X、210。




  早2018年5月27日,在由光伏新聞和保利協鑫聯合主辦的第二屆硅晶體生長技術交流會上,保利協鑫CTO萬躍鵬博士就指出,大尺寸硅片是硅片企業未來的一個發展方向,但需要產業鏈通力合作。2018年底,協鑫聯合阿特斯推出了166鑄造單晶硅片,并得到了推廣。2019年,隆基、中環則分別推出166mm、18X和210mm尺寸的大硅片。究其原因,即是硅片尺寸的不斷變大可為下游各環節帶來諸多方面的降本增效,大硅片降本主要來源于“通量”及“面積周長增幅不一致”帶來的降本效應。大硅片還可帶來組件端的效率增加。由于采用更大的硅片及電池,使得電池占組件面積增加,進而在電池片效率相同的情況下,提高組件功率。根據測算,在電池效率相同的情況下,M12硅片相比M2硅片在組件效率上可提升0.7%。




  二、摻鎵、N型單晶大勢所趨




  一直以來,光伏行業的硅片都是摻硼的P型硅片,這是因為硼在硅中的分凝系數最接近1,最容易獲得電阻率一直的P型硅片,但是這也帶來一系列的問題,如硅中的硼氧復合體導致太陽能電池效率衰減很大。2017年,隆基推出電注入技術,并可以免費提供給下游電池客戶使用,而所謂的電注入技術,不僅不能解決單晶的衰減問題,還需要在電池線上加一道電注入工藝,其實質是將在光伏電站運營過程中的效率降低,通過電注入這道工藝,一次性降低到位,從而在將來的光伏電站運營過程中將不再有效率降低的問題。因此,電注入這道工藝,并沒有解決衰減問題。




  但是,摻鎵單晶和N型單晶,由于單晶體內沒有摻硼,沒有了BO復合體,從本質上解決了單晶衰減問題。之前,受限于設備、技術、專利,摻鎵、N型單晶都沒有大量推廣,如今設備、技術越來越成熟,專利壁壘也將失效,摻鎵、N型單晶呈星火燎原之勢。




  2020年3月25日,隆基綠能在官網發布單晶硅片價格公示,同時宣布隆基已取得摻鎵專利授權、P型產品(摻硼和摻鎵)同價。這說明隆基看好摻鎵單晶技術,摻鎵單晶未來或將成為光伏市場主流。同時,N型單晶設備國產化進展順利,建設N型單晶產線的成本越來越低,摻鎵、N型單晶大勢所趨。




  三、大硅片、摻鎵、N型單晶量產難點




  1、大硅片的難點




  大硅片在設備、技術上沒有難點,但是老產能生產大硅片會有一定的難度。如單晶爐副室如果尺寸不夠大,裝不了大直徑的單晶硅棒,很多切片機也切不了180、210的硅片。而且熱場直徑太小,拉大尺寸單晶硅棒成本也將更高。




  2、摻鎵單晶的難點




  采用大熱場如32寸熱場拉摻鎵單晶硅棒,其拉晶成本與拉P型摻硼單晶硅棒成本差不多。由于鎵在硅中的分凝系數低,為了保證摻鎵單晶硅片的電阻率符合客戶要求,拉摻鎵單晶硅棒時,每爐需要拉7根單晶硅棒,因此大尺寸熱場拉摻鎵單晶成本與拉P型摻硼單晶成本差不多,但是小尺寸熱場拉摻鎵單晶時,摻鎵單晶硅棒長度將特別短,導致成本則大大高于拉P型摻硼單晶硅棒的成本。因此,拉摻鎵單晶需要大尺寸單晶爐、大尺寸熱場。

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