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降本提效“三剑客”:金刚线+黑硅+PERC助推高效多晶超越300W

导读: 目前,从光伏应用市场占比来看,晶硅组件产品仍占据着90%以上的份额。

531新政后,国内光伏市场开始经历新一次洗牌。 

行业低迷,产生的最直接影响就是落后产能被淘汰,优秀企业之间的竞争更加激烈。不断提高转换效率,进一步降低成本,是所有企业奋力奔跑的共同方向。 

目前,从光伏应用市场占比来看,晶硅组件产品仍占据着90%以上的份额。根据中国光伏行业协会数据,至2017年底,多晶占有70%左右的市场份额,至2022年,市场份额为50%。在度电成本进一步加速下降的当下,多晶产品也亟需迈向高效化。

降本提效“三剑客”:金刚线+黑硅+PERC助推高效多晶超越300W

后531时代,多晶路线进一步降本提效的空间在哪里?未来的多晶主流趋势又是什么? 

金刚线技术在多晶产线上的百分百应用,大幅度降低了多晶生产成本。但是用金刚线切割多晶硅片,采用常规酸制绒无法实现良好的表面织构,甚至无法形成绒面。 

黑硅技术可以完美解决多晶制绒问题,是多晶电池继续降本提效的必由之路。随着大比例黑硅制绒技术的规模化应用,多晶黑硅与单晶一样完全兼容PERC电池产线,而且多晶黑硅叠加PERC技术后可得到额外收益,实现了累加更优的效果。 

金刚线+黑硅+PERC“三剑合璧” 

在刚刚结束的2018西安CSPV大会上,保利协鑫、阿特斯、腾晖光伏、中科院、苏州大学等企业和研究机构汇聚一堂,研讨黑硅技术未来发展路径。保利协鑫首席技术官万跃鹏在大会上表示,保利协鑫位于扬州的黑硅基地产能将达到近7GW,过去的一年中累积出货超过5亿片。 

在“黑硅技术与应用”分论坛上,阿特斯技术总监王栩生表示,湿法黑硅技术已经完全成熟,目前全国量产设备达到200台,产能达到25GW以上,且黑硅制绒直接替代常规酸制绒,无需增加工序。

降本提效“三剑客”:金刚线+黑硅+PERC助推高效多晶超越300W

但是,对光伏行业来讲,黑硅不是一个新技术。 

1997年,美国哈佛大学的科学家Eric. Mazur等人用飞秒激光脉冲在SF6和Cl2气体环境下反复照射硅片表面时,产生一种圆锥形的尖峰状阵列结构。当用肉眼观察时,具有这种结构的硅片呈现黑色,故叫“黑硅”。

主流黑硅技术有两种:干法制绒的离子反应法(干法黑硅,RIE)及湿法制绒的金属催化化学腐蚀法(湿法黑硅,MCCE),前者受设备参数影响较大,后者受硅片质量及工艺条件影响较大。 

2004年,日本京瓷公司引入了干法黑硅RIE多晶制绒技术;2008年,以韩国公司为代表的设备厂家开始在中国推广干法黑硅RIE技术。 

但整体上来说,黑硅的市场应用规模并不太大。近两年,随着金刚线切硅片技术的大规模应用,黑硅开始焕发生机。 

除了能解决外观问题之外,黑硅还能形成纳米级的凹坑、增加入射光的捕捉量,降低多晶电池片的光反射率以推升转换效率。金刚线切搭配黑硅技术的工艺,能同时兼顾硅片端降本与电池片端提效两方面。 

研究表明,由于“背钝化”和“黑硅陷光”可以完美结合,优越的光吸收带来电流增益,良好的钝化实现开压提升,使得多晶黑硅叠加PERC技术后可得到额外收益,实现了累加更优的效果,迅速迈向了产业化。 

在西安大会上,苏州大学教授苏晓东认为,针对黑硅技术提效是否有瓶颈问题,常规绒面反射率24%,湿法黑硅绒面反射率16-18%,以20%内光电效率计算,未来效率将提升1.5%以上。 

在成本方面,与砂线切+普通电池工艺的单位成本相比,金刚线切多晶+湿法黑硅+PERC的电池制造成本仅为其92.7%,而金刚线切多晶+添加剂制绒+PERC则为其93.5%,性价比得到了提升。 

从下游应用效果来看,“金刚线+黑硅+PERC”的强力组合,可力促更多的高效多晶产品迈入 “光伏领跑者计划”,部分产品效率可以满足“超级领跑者”标准。

降本提效“三剑客”:金刚线+黑硅+PERC助推高效多晶超越300W

可以说,多晶金刚线切+黑硅+PERC“三剑合璧”效果更强。根据中国光伏行业协会数据,未来十年,随着技术的进步,各种组件功率基本上以每年5W以上的增加速度向前推进,由于黑硅PERC技术的大范围推广,单多晶组件功率差距基本维持在10W左右。中国光伏行业协会预测,2025年,多晶黑硅PERC组件(60片)功率将达到330W。 

大厂提前布局,黑硅PERC成为300W+多晶组件标配 

光伏产业发展历史表明,提质增效和技术进步是制胜之道。531新政带来的行业波动,只不过是光伏产业平价上网征程中的一朵小浪花。 

更高效率、更低成本发展目标下,各大主流厂商已提前做出布局。万跃鹏在西安大会指出,客户数据显示,目前阿特斯、天合、比亚迪、展宇、东方日升等都已全部转化为黑硅制绒金刚线硅片,鸿禧、正泰、英利、腾晖、日托光伏等在向黑硅切换过程中,目前黑硅已占多晶制绒的50%以上,黑硅PERC高效产品层出不穷,已经显示出了巨大市场优势。 

王栩生表示,其多晶黑硅P4产品已经实现GW级量产,60片组件功率已经超过300W。P4量产电池效率达到20.4%,未来将达到21%,度电成本较单晶PERC下降1.2%;组件经长期户外测试平均光衰仅1%,且弱光响应好。此外,其代表未来技术的多晶P5超高效硅锭技术电池平均效率已达21.1%,达到技术领跑者满分要求。

降本提效“三剑客”:金刚线+黑硅+PERC助推高效多晶超越300W

保利协鑫黑硅技术专家宫龙飞在大会上表示,经下游客户测试,多晶黑硅PERC组件290W以上占比9成,300W组件占比超过半数,电池量产平均转换效率超过20.6%。保利协鑫目前黑硅产能超过8000万片/月,年底将超过1亿片/月。

降本提效“三剑客”:金刚线+黑硅+PERC助推高效多晶超越300W

宫龙飞表示,保利协鑫于2016年11月发布了TS系列湿法黑硅片,并于第二年重磅发布TS+系列第二代黑硅片。实测数据显示,黑硅制绒成本降低约30%,电池效率增益提升至0.5%,而组件功率增益也将提升至5W(60片)。多晶黑硅叠加PERC技术后,效率高于普通多晶单纯使用黑硅或PERC之和,可以实现了“1+1>2”的效果。未来“金刚线+黑硅PERC”技术将成为300W+多晶组件的标配。 

从中国市场来说,今明两年将是光伏平价上网前的过渡时期,市场会充分洗牌,“马太效应”将会显现,在优胜劣汰中推动产业良性发展。在平价上网积极来临之际,更高效、更低价的多晶将有望继续占据优势市场份额。预计2019年,多晶“金刚线+黑硅+PERC”占比将超过80%,成为高效多晶产品的主流。

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