PV Tech多年來一直在強(qiáng)調(diào)太陽能行業(yè)正在經(jīng)歷重大的技術(shù)變革，特別是向PERC(鈍化發(fā)射極后電池)的轉(zhuǎn)變，以及最近從多晶硅片向單晶晶片的遷移。
這些發(fā)展導(dǎo)致大規(guī)模生產(chǎn)高效p型單PERC，雙面電池，半切割和搭疊技術(shù)的模塊，可提供雙層玻璃，多母線和半電池模塊配置。所有人都將高效率的產(chǎn)品推向主流的大批量市場。
各種n型電池選項(xiàng)(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)在市場上獲得了逐步但不斷增加的立足點(diǎn)，尤其是因?yàn)榫A尺寸的變化降低了整體生產(chǎn)成本。
實(shí)際上，SunPower最新的NGT(下一代技術(shù))IBC(交叉背接觸)電池技術(shù)的很大一部分，將為更大的n型晶圓提供動力，為其S系列模塊供電。這也是LG電子的發(fā)展方向。
SunPower正在向更大的n型晶圓過渡。圖片：SunPower Corp
傳統(tǒng)上，2010年之前的單晶硅晶片被分類為125mm×125mm寬(164mm硅錠直徑)的小尺寸，并且在156mm×156mm(200mm硅錠直徑)中僅有少量，這是半導(dǎo)體中占主導(dǎo)地位的晶錠尺寸。工業(yè)直到領(lǐng)先的公司采用300毫米直徑的錠。
LONGi Solar產(chǎn)品營銷總監(jiān)Monsoon Wang告訴PV Tech，晶圓尺寸的變化比許多人意識到的要快。
“是的，這種趨勢正在發(fā)生，”王說。“僅十年前，幾乎所有的單晶硅片都是125mm。幾年后，一些生產(chǎn)商開始供應(yīng)156毫米晶圓，我們已經(jīng)看到這些幾乎完全的過渡可能需要兩到三年。因此，到2014年，已經(jīng)發(fā)生向156mm晶圓的過渡。這種變化的原因是晶圓尺寸小得多，生產(chǎn)成本高得多，因?yàn)檎w容量遠(yuǎn)低于多晶圓。這是所有電池生產(chǎn)商轉(zhuǎn)向更大晶圓尺寸的驅(qū)動因素。“
2010年之后，156mm x 156mm晶圓越來越成為p型單晶圓和多晶圓尺寸的流行選擇(每瓦成本更低)。由于生產(chǎn)成本較低，到2014年，125mm x 125mm P型晶圓幾乎從市場上消失，只有一些IBC和HJT電池采用125mm x 125mm n型晶圓作為較大尺寸技術(shù)滯后P型由于申請的利基性質(zhì)而進(jìn)行的投資。
截至2013年底，多家中國晶圓生產(chǎn)商(LONGi，Zhonghuan，Jinglong，Solargiga和Comtec)聯(lián)合發(fā)布(M2)156.75 x 156.75 p型單晶硅(205mm直徑硅錠)和(M2)標(biāo)準(zhǔn))156.75 x 156.75 p型單晶硅片(直徑210mm的硅錠)。
在不增加60芯電池模塊的整體尺寸的情況下，M2晶圓可以將模塊功率提高5Wp以上，顯著提高每瓦特競爭成本，從而迅速成為主流并保持這種狀態(tài)數(shù)年。
在此期間，市場上還有一些(M4)161.7mm x 161.6mm(直徑211mm的硅錠)晶圓，其面積比M2大5.7%，主要用于n型雙面模塊。
2016年開始從156毫米x 156毫米到156.75毫米x 156.75毫米的大批量生產(chǎn)。我們都認(rèn)識到的舊6英寸格式(156毫米x 156毫米)預(yù)計(jì)將在2019年底完全從市場上消失，根據(jù)ITRPV 2019年版的調(diào)查。
然而，向更大的“標(biāo)準(zhǔn)”晶圓尺寸的過渡將證明是困難的，因?yàn)閷㈩愃频幕A(chǔ)上的電池/模塊轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行比較將繼續(xù)。
該行業(yè)的轉(zhuǎn)型速度超出預(yù)期，LONGi和JinkoSolar等主要光伏組件制造商正在提升單晶硅晶圓產(chǎn)能，這與大型硅晶圓的生產(chǎn)兼容。預(yù)計(jì)多晶硅晶片尺寸也會隨之而來。大規(guī)模生產(chǎn)的主導(dǎo)格式為156.75 x 156.75但是，根據(jù)ITRPV 2019版本，其他尺寸也在大規(guī)模生產(chǎn)中出現(xiàn)，例如157 x 157，甚至更大的格式為158.75 x 158.75，可能是下一個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)年。
預(yù)計(jì)較大的格式將在某些時(shí)候投入生產(chǎn)，包括166mm x 166mm，這可能在未來10年內(nèi)獲得15%的市場份額。在最新的ITRPV調(diào)查中，不排除更大的格式。
預(yù)計(jì)較大的格式將在某些時(shí)候投入生產(chǎn)，包括166mm x 166mm，這可能在未來10年內(nèi)獲得15%的市場份額。在最新的ITRPV調(diào)查中，不排除更大的格式。圖片：ITRPV
這很可能是由于2018年下半年中國在“531新政”下削減了公用事業(yè)規(guī)模和分布式發(fā)電市場的支持機(jī)制，市場競爭加劇。
“在去年下半年[2018]期間，由于市場需求，客戶要求在400Wp范圍內(nèi)提供更高的模塊輸出，”Wang補(bǔ)充說。“在如此短的時(shí)間內(nèi)，這很難在細(xì)胞水平上實(shí)現(xiàn)。改變晶圓尺寸并轉(zhuǎn)向半切割電池被認(rèn)為是達(dá)到400Wp的最佳選擇。
然而，一些制造商對于更大的晶圓尺寸應(yīng)該有自己的想法，例如157.4mm，158.75mm和161.7mm，LG和Q CELLS等韓國公司選擇用于n型晶圓電池。因此，去年下半年市場存在一些不確定性，導(dǎo)致與很多客戶進(jìn)行討論。我們發(fā)現(xiàn)的主要問題是圍繞光伏項(xiàng)目對LCOE的影響。
[下游]市場需要時(shí)間來了解和了解下一次晶圓轉(zhuǎn)換，特別是模塊尺寸和玻璃/玻璃雙面模塊的重量比較。移動到稍大的模塊尺寸時(shí)要考慮的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是模塊仍然只需要兩個(gè)人來安裝，因此LCOE仍然會更低，BOS(系統(tǒng)平衡)也是如此。
這也適用于電池制造，每瓦的成本也隨著粘貼而降低。雖然現(xiàn)有的電池和模塊生產(chǎn)能力可能有點(diǎn)難以采用更大的晶圓尺寸，但由于資本支出需要花費(fèi)在某些升級上，因此新生產(chǎn)線不會有這么大的困難，“Wang補(bǔ)充道。
現(xiàn)在的思考過程是希望通過擴(kuò)大硅晶片的尺寸來進(jìn)一步增加模塊功率輸出將是確保產(chǎn)品競爭力的最便宜途徑。
根據(jù)LONGi的說法，光伏制造商評估的一條路線是采用M2晶圓并繼續(xù)增加晶圓寬度，達(dá)到157mm，157.25mm或157.4mm，而不增加模塊的整體尺寸。
然而，建模表明功率輸出的增加將是有限的。其他因素，如對生產(chǎn)準(zhǔn)確性的要求，也會增加。此外，認(rèn)證兼容性可能會受到影響(例如，未能滿足UL認(rèn)證的爬電距離要求)。
LONGi指出，另一種方法是遵循將晶圓寬度從125mm增加到156mm的路線，增加模塊的尺寸，例如158.75mm偽方晶圓或方形晶圓(223mm直徑硅晶錠)。LONGi表示，后者將晶圓面積增加了約3%，從而使60芯電池模塊的功率增加了近10Wp。
根據(jù)LONGi的說法，n-Type模塊制造商可能會選擇161.7mm M4晶圓，而有些人計(jì)劃在未來推出166mm尺寸的晶圓。
也許并不奇怪的是，最大的單晶圓生產(chǎn)商選擇了166mm晶圓尺寸，因?yàn)檫@顯然是與所有標(biāo)準(zhǔn)水平擴(kuò)散爐生產(chǎn)工具兼容的最大尺寸。一方面，由于電池和模塊的生產(chǎn)能力的提高，每瓦的折舊和人工勞動將大大減少。另一方面，具有較大晶片的模塊具有較高的功率并且可以降低BOS成本，這反過來將降低系統(tǒng)的總成本。
對于較大的晶片，由于p型單晶電池的負(fù)電阻損耗增加，對半切或多切電池的需求也增加。電池之間較小的電阻明顯增加了模塊的功率輸出。
因此，對于p型單基電池而言，只要采用切割電池和其他電池到模塊的損耗減少技術(shù)(例如搭迭)，就越大越好。
“在我們公開在SNEC推出之后，制造商越來越多地認(rèn)為下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是166mm尺寸的M6晶圓。我們將開展工作，向市場通報(bào)下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)晶圓，作為頭號單晶圓片生產(chǎn)商，我們有責(zé)任。
從LONGi的角度來看，需要大約半年時(shí)間才能在模塊中過渡到M6晶圓，也許需要一年的時(shí)間才能過渡到M6晶圓。有一個(gè)很好的動力，以盡快過渡，“王總結(jié)說。
