多年來(lái),PV Tech一直強(qiáng)調(diào)稱,太陽(yáng)能行業(yè)正在經(jīng)歷重大的技術(shù)變革,特別是向PERC(鈍化發(fā)射極背面電池)的轉(zhuǎn)變以及最近從多晶硅片向單晶的轉(zhuǎn)移。
由于這些發(fā)展,讓采用高效p型單晶PERC、雙面電池、半切和疊瓦技術(shù)的組件開(kāi)始了大規(guī)模生產(chǎn),這些技術(shù)可為雙玻、多柵線和半切組件配置所用。所有這些都在將高效產(chǎn)品推向主流批量生產(chǎn)市場(chǎng)。
各種n型電池(例如nPERT和選擇性發(fā)射極)以及異質(zhì)結(jié)(HJT)技術(shù)已經(jīng)逐步在市場(chǎng)上找到了立足點(diǎn),這不僅僅是因?yàn)橄蚩梢越档涂偵a(chǎn)成本的硅片尺寸的轉(zhuǎn)變。
實(shí)際上,SunPower最新的NGT(下一代技術(shù))IBC(叉指背接觸)電池技術(shù)中的很大一部分將為S-series組件供電,這是向更大的n型硅片的轉(zhuǎn)變。這也是LG電子公司的發(fā)展方向。
傳統(tǒng)上,2010年之前的單晶硅硅片被歸為125mm×125mm寬的(164mm硅錠直徑)小尺寸硅片,僅有少量156mm×156mm(200mm硅錠直徑)硅片。在領(lǐng)軍公司使用300mm直徑鑄錠之前,這一直是半導(dǎo)體行業(yè)中占主導(dǎo)地位的鑄錠尺寸。
隆基樂(lè)葉產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)王夢(mèng)松向PV Tech表示,硅片尺寸的變化比許多人認(rèn)為的都要快。
“是的,這種趨勢(shì)正在出現(xiàn)。僅在十年前,幾乎所有的單晶硅片都是125mm。幾年后,一些生產(chǎn)商開(kāi)始供應(yīng)156mm硅片,基本完成過(guò)渡可能需要兩至三年時(shí)間。2014年之前已經(jīng)開(kāi)始向156mm硅片過(guò)渡了。出現(xiàn)這種變化的原因是總體產(chǎn)能要遠(yuǎn)低于多晶,因而硅片尺寸要小得多,生產(chǎn)成本要高得多。這是推動(dòng)所有電池生產(chǎn)商轉(zhuǎn)向更大尺寸硅片的因素。”
2010年之后,156mm x 156mm硅片越來(lái)越成為p型單晶和多晶硅片的流行選擇(每瓦成本更低)。由于生產(chǎn)成本較低,至2014年,125mm x 125mm P型硅片幾乎從市場(chǎng)上消失了,只有一些使用了125mm x 125mm n型硅片的IBC和HJT電池。由于屬性小眾,大尺寸p型技術(shù)的投資滯后。
2013年年底,多家中國(guó)硅片生產(chǎn)商(隆基、中環(huán)、晶龍、陽(yáng)光能源和Comtec)聯(lián)合發(fā)布了(M2)156.75 x 156.75 p型單晶硅片(205mm直徑硅錠)和(M2)156.75 x 156.75 p型單晶硅片(210mm直徑硅錠)的標(biāo)準(zhǔn)。
在不增加60片電池組件整體尺寸的前提下,M2硅片可以將組件功率提升至5Wp以上,顯著提高了每瓦競(jìng)爭(zhēng)成本,從而迅速成為主流并將這種狀態(tài)保持了數(shù)年之久。
在此期間,市面上還有一些(M4)161.7mm x 161.6mm(直徑211mm硅錠)的硅片,面積比M2大5.7%,這些硅片主要用于n型雙面組件。
2016年,大批量生產(chǎn)開(kāi)始從156mm x 156mm向156.75mm x 156.75mm轉(zhuǎn)變。根據(jù)ITRPV于2019年進(jìn)行的調(diào)查,人們認(rèn)為舊的6” 產(chǎn)品(156mm x 156mm)將于2019年年底完全從市面上消失。
然而,向新的、更大的“標(biāo)準(zhǔn)”硅片尺寸的過(guò)渡將困難重重,因?yàn)檫@一過(guò)渡將在相近的基礎(chǔ)上對(duì)電池/組件轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行比較。
隆基和晶科能源等主要光伏組件制造商正在提升單晶硅片產(chǎn)能,這是與大型硅片生產(chǎn)兼容的,行業(yè)的轉(zhuǎn)型速度超出預(yù)期。預(yù)計(jì)多晶硅片尺寸會(huì)出現(xiàn)相同的發(fā)展趨勢(shì)。大規(guī)模生產(chǎn)中的主導(dǎo)尺寸為156.75 x 156.75,但根據(jù)ITRPV 2019年的報(bào)告,大規(guī)模生產(chǎn)中也會(huì)出現(xiàn)其他尺寸,例如157 x 157,甚至更大的158.75 x 158.75,這可能成為未來(lái)數(shù)年的標(biāo)準(zhǔn)。
包括166mm x 166mm在內(nèi)的較大尺寸產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于某些時(shí)候投入生產(chǎn),會(huì)在未來(lái)10年獲得15%的市場(chǎng)份額。最新的ITRPV調(diào)查不排除出現(xiàn)更大尺寸產(chǎn)品的可能性。
這很可能是由于2018年下半年加劇的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)造成的。彼時(shí),中國(guó)根據(jù)“531新政”削弱了對(duì)公用事業(yè)和分布式發(fā)電市場(chǎng)的支持機(jī)制。
“2018年下半年間,出于市場(chǎng)需要,客戶們提出了400Wp組件更高功率輸出的需求。在如此短的時(shí)間內(nèi),很難在電池層面上實(shí)現(xiàn),而改變硅片尺寸并轉(zhuǎn)向半切電池被視為達(dá)到400Wp的最佳選擇。”
然而,一些制造商們對(duì)于更大的硅片尺寸,例如157.4mm、158.75mm和161.7mm,應(yīng)該有自己的想法。LG和Q CELLS等韓國(guó)公司為n型硅片電池選擇了這些尺寸的產(chǎn)品。因此,去年下半年,市場(chǎng)上存在著一些不確定性,我們與很多客戶進(jìn)行了討論。我們發(fā)現(xiàn),主要問(wèn)題圍繞著對(duì)光伏項(xiàng)目平準(zhǔn)化度電成本產(chǎn)生的影響。
[下游]市場(chǎng)需要時(shí)間來(lái)了解和學(xué)習(xí)下一次硅片轉(zhuǎn)型,特別是所說(shuō)的雙面雙玻組件的組件尺寸和重量比對(duì)。在向稍大的組件尺寸發(fā)展時(shí),需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵因素是,組件仍然只需要兩個(gè)人來(lái)安裝,因此度電成本還會(huì)更低,BOS(平衡系統(tǒng))也是如此。
這也適用于電池制造,電池制造的每瓦成本也隨著漿料價(jià)格的下降而下降。由于資本支出需要花費(fèi)在某些升級(jí)上,現(xiàn)有的電池和組件產(chǎn)能適應(yīng)更大的硅片尺寸可能有點(diǎn)困難,但新生產(chǎn)線不會(huì)面臨這種困境。
現(xiàn)在的思路是希望通過(guò)擴(kuò)大硅片尺寸進(jìn)一步提高組件功率輸出,這將是確保產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的最便宜的途徑。
隆基表示,光伏制造商們?cè)u(píng)估的一條路線是,在不增加組件整體尺寸的前提下,采用M2硅片并繼續(xù)增加硅片寬度,令其達(dá)到157mm、157.25mm或157.4mm。
然而,建模表明,功率輸出的增長(zhǎng)是有限的。其他因素,如對(duì)生產(chǎn)準(zhǔn)確性的要求也會(huì)提高。此外,兼容性認(rèn)證可能會(huì)受到影響(例如,未能滿足UL認(rèn)證的爬電距離要求)。
隆基指出,另一種方法是遵循將硅片寬度從125mm增至156mm的路線,增加組件尺寸,例如158.75mm偽方形硅片或方形硅片(223mm直徑硅錠)。隆基表示,后者將硅片面積增加了約3%,從而將60片電池組件的功率提高了近10Wp。
隆基表示,n型組件制造商可能會(huì)選擇161.7mm M4硅片,而有些制造商計(jì)劃未來(lái)推出166mm硅片。
最大的單晶硅片生產(chǎn)商隆基選擇了166mm硅片,這并不令人驚訝,因?yàn)檫@顯然是與所有的標(biāo)準(zhǔn)水平擴(kuò)散爐生產(chǎn)設(shè)備兼容的最大尺寸。一方面,由于電池和組件產(chǎn)能的提高,每瓦的折舊和人工將大大減少。另一方面,使用較大硅片的組件功率更高并能降低BOS成本,這反過(guò)來(lái)會(huì)降低系統(tǒng)總成本。
對(duì)于較大的硅片,由于p型單晶電池的負(fù)電阻損耗增加,對(duì)半切或多切電池的需求也有所增加。電池之間較小的電阻明顯提高了組件的功率輸出。
因此,對(duì)于p型單晶電池而言,只要使用了切片電池和其他電池-組件技術(shù)(例如疊瓦),那么電池就是越大越好。
“我們?cè)赟NEC推出了這種產(chǎn)品后,制造商們?cè)絹?lái)越認(rèn)同下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將是166mm M6硅片的觀點(diǎn)。我們還需要將下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)硅片推向市場(chǎng)。作為頭號(hào)單晶硅片生產(chǎn)商,我們有這個(gè)責(zé)任。”王夢(mèng)松說(shuō)到。
從隆基的角度而言,大約需要半年時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)組件使用M6硅片的過(guò)渡,也許需要一年時(shí)間才能讓行業(yè)轉(zhuǎn)向M6硅片,這是盡快轉(zhuǎn)型的極佳動(dòng)力。