行業(yè)低迷,產生的最直接影響就是落后產能被淘汰,優(yōu)秀企業(yè)之間的競爭更加激烈。不斷提高轉換效率,進一步降低成本,是所有企業(yè)奮力奔跑的共同方向。
目前,從光伏應用市場占比來看,晶硅組件產品仍占據(jù)著90%以上的份額。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),至2017年底,多晶占有70%左右的市場份額,至2022年,市場份額為50%。在度電成本進一步加速下降的當下,多晶產品也亟需邁向高效化。
后531時代,多晶路線進一步降本提效的空間在哪里?未來的多晶主流趨勢又是什么?
金剛線技術在多晶產線上的百分百應用,大幅度降低了多晶生產成本。但是用金剛線切割多晶硅片,采用常規(guī)酸制絨無法實現(xiàn)良好的表面織構,甚至無法形成絨面。
黑硅技術可以完美解決多晶制絨問題,是多晶電池繼續(xù)降本提效的必由之路。隨著大比例黑硅制絨技術的規(guī)?;瘧茫嗑Ш诠枧c單晶一樣完全兼容PERC電池產線,而且多晶黑硅疊加PERC技術后可得到額外收益,實現(xiàn)了累加更優(yōu)的效果。
金剛線+黑硅+PERC“三劍合璧”
在剛剛結束的2018西安CSPV大會上,保利協(xié)鑫、阿特斯、騰暉光伏、中科院、蘇州大學等企業(yè)和研究機構匯聚一堂,研討黑硅技術未來發(fā)展路徑。保利協(xié)鑫首席技術官萬躍鵬在大會上表示,保利協(xié)鑫位于揚州的黑硅基地產能將達到近7GW,過去的一年中累積出貨超過5億片。
在“黑硅技術與應用”分論壇上,阿特斯技術總監(jiān)王栩生表示,濕法黑硅技術已經(jīng)完全成熟,目前全國量產設備達到200臺,產能達到25GW以上,且黑硅制絨直接替代常規(guī)酸制絨,無需增加工序。
但是,對光伏行業(yè)來講,黑硅不是一個新技術。
1997年,美國哈佛大學的科學家Eric. Mazur等人用飛秒激光脈沖在SF6和Cl2氣體環(huán)境下反復照射硅片表面時,產生一種圓錐形的尖峰狀陣列結構。當用肉眼觀察時,具有這種結構的硅片呈現(xiàn)黑色,故叫“黑硅”。
主流黑硅技術有兩種:干法制絨的離子反應法(干法黑硅,RIE)及濕法制絨的金屬催化化學腐蝕法(濕法黑硅,MCCE),前者受設備參數(shù)影響較大,后者受硅片質量及工藝條件影響較大。
2004年,日本京瓷公司引入了干法黑硅RIE多晶制絨技術;2008年,以韓國公司為代表的設備廠家開始在中國推廣干法黑硅RIE技術。
但整體上來說,黑硅的市場應用規(guī)模并不太大。近兩年,隨著金剛線切硅片技術的大規(guī)模應用,黑硅開始煥發(fā)生機。
除了能解決外觀問題之外,黑硅還能形成納米級的凹坑、增加入射光的捕捉量,降低多晶電池片的光反射率以推升轉換效率。金剛線切搭配黑硅技術的工藝,能同時兼顧硅片端降本與電池片端提效兩方面。
研究表明,由于“背鈍化”和“黑硅陷光”可以完美結合,優(yōu)越的光吸收帶來電流增益,良好的鈍化實現(xiàn)開壓提升,使得多晶黑硅疊加PERC技術后可得到額外收益,實現(xiàn)了累加更優(yōu)的效果,迅速邁向了產業(yè)化。
在西安大會上,蘇州大學教授蘇曉東認為,針對黑硅技術提效是否有瓶頸問題,常規(guī)絨面反射率24%,濕法黑硅絨面反射率16-18%,以20%內光電效率計算,未來效率將提升1.5%以上。
在成本方面,與砂線切+普通電池工藝的單位成本相比,金剛線切多晶+濕法黑硅+PERC的電池制造成本僅為其92.7%,而金剛線切多晶+添加劑制絨+PERC則為其93.5%,性價比得到了提升。
從下游應用效果來看,“金剛線+黑硅+PERC”的強力組合,可力促更多的高效多晶產品邁入 “光伏領跑者計劃”,部分產品效率可以滿足“超級領跑者”標準。
可以說,多晶金剛線切+黑硅+PERC“三劍合璧”效果更強。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),未來十年,隨著技術的進步,各種組件功率基本上以每年5W以上的增加速度向前推進,由于黑硅PERC技術的大范圍推廣,單多晶組件功率差距基本維持在10W左右。中國光伏行業(yè)協(xié)會預測,2025年,多晶黑硅PERC組件(60片)功率將達到330W。
大廠提前布局,黑硅PERC成為300W+多晶組件標配
光伏產業(yè)發(fā)展歷史表明,提質增效和技術進步是制勝之道。531新政帶來的行業(yè)波動,只不過是光伏產業(yè)平價上網(wǎng)征程中的一朵小浪花。
更高效率、更低成本發(fā)展目標下,各大主流廠商已提前做出布局。萬躍鵬在西安大會指出,客戶數(shù)據(jù)顯示,目前阿特斯、天合、比亞迪、展宇、東方日升等都已全部轉化為黑硅制絨金剛線硅片,鴻禧、正泰、英利、騰暉、日托光伏等在向黑硅切換過程中,目前黑硅已占多晶制絨的50%以上,黑硅PERC高效產品層出不窮,已經(jīng)顯示出了巨大市場優(yōu)勢。
王栩生表示,其多晶黑硅P4產品已經(jīng)實現(xiàn)GW級量產,60片組件功率已經(jīng)超過300W。P4量產電池效率達到20.4%,未來將達到21%,度電成本較單晶PERC下降1.2%;組件經(jīng)長期戶外測試平均光衰僅1%,且弱光響應好。此外,其代表未來技術的多晶P5超高效硅錠技術電池平均效率已達21.1%,達到技術領跑者滿分要求。
保利協(xié)鑫黑硅技術專家宮龍飛在大會上表示,經(jīng)下游客戶測試,多晶黑硅PERC組件290W以上占比9成,300W組件占比超過半數(shù),電池量產平均轉換效率超過20.6%。保利協(xié)鑫目前黑硅產能超過8000萬片/月,年底將超過1億片/月。
宮龍飛表示,保利協(xié)鑫于2016年11月發(fā)布了TS系列濕法黑硅片,并于第二年重磅發(fā)布TS+系列第二代黑硅片。實測數(shù)據(jù)顯示,黑硅制絨成本降低約30%,電池效率增益提升至0.5%,而組件功率增益也將提升至5W(60片)。多晶黑硅疊加PERC技術后,效率高于普通多晶單純使用黑硅或PERC之和,可以實現(xiàn)了“1+1>2”的效果。未來“金剛線+黑硅PERC”技術將成為300W+多晶組件的標配。
從中國市場來說,今明兩年將是光伏平價上網(wǎng)前的過渡時期,市場會充分洗牌,“馬太效應”將會顯現(xiàn),在優(yōu)勝劣汰中推動產業(yè)良性發(fā)展。在平價上網(wǎng)積極來臨之際,更高效、更低價的多晶將有望繼續(xù)占據(jù)優(yōu)勢市場份額。預計2019年,多晶“金剛線+黑硅+PERC”占比將超過80%,成為高效多晶產品的主流。