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166时代——铸锭单晶的时代
  • 2019-08-01 16:56:40
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  • 来自:SOLARZOOM光储亿家

大尺寸硅片,近期成为光伏业界的热点名词。从156.75到158.75再到166,近期无论是硅片制造商如协鑫、隆基,还是电池及组件制造商如阿特斯、爱旭等,都认为基于166mm尺寸的组件产品,将会是未来晶硅组件的趋势。

分析166尺寸成为趋势的原因,首先我们来看一下产业链下游和中游:

第一、在电站建设环节,更高功率的组件将会节省更多的BOS成本,从而带来系统成本的降低。众所周知,光伏组件是光伏发电系统的核心设备,在光伏电站的造价组成中约占50%。而采用更高功率光伏组件,可以节约土地,减少支架、支架基础、光伏电缆的工程量,或者说可以节省跟功率相关的BOS成本,从而降低系统成本。对于绝大部分地面电站场景而言,组件每提高5瓦,可节约0.02元~0.03元/Wp的系统成本。

第二、在组件制造环节,单位时间内按块计算的组件产能不变,由于使用了更大的硅片,因此单块组件的功率更高,按瓦计算的总产能几乎可以按硅片面积之比来提高,由此单瓦的设备折旧、人工成本更低,因此166尺寸电池片加工成组件的单瓦加工成本更低。

第三、在电池制造环节,与组件制造同样的道理,在单位时间内按片计算的电池产能不变前提下,单瓦的电池加工成本也更低。

接下来,追溯到硅片环节,由于目前分为直拉单晶和铸造单晶两种截然不同的技术路线,不妨进行一下对比。

外观方面:

对于直拉单晶,166mm尺寸硅片采用了与158.75尺寸相同的圆棒,即拉晶时的等径直径控制在228mm左右,辊圆后223mm。这一尺寸开方成158.75尺寸时为全方片,面积为25200平方毫米,开方成166尺寸时为带倒角的硅片,面积为27415平方毫米。

对于铸锭单晶而言,166尺寸全方片面积为27554平方毫米,与直拉单晶的面积之比约为1.005,即166全方片较166带倒角硅片面积大0.5%左右。如果以电池效率22%,同时以MBB、半片、白色EVA等主流组件工艺或BOM材料,CTM做到99%,那么0.5%的面积增加可为72片版型带来2瓦多左右的功率提升,相当于组件功率提升半个档位。

与此同时,全方片在结合MWT、半片、叠瓦、拼片等电池或组件技术时,可以做到更加美观:

                      

铸锭单晶全方片MWT组件     

                 

 带倒角的直拉单晶MWT组件

以上为今年SNEC展会期间,同一厂家展出的铸锭单晶组件与单晶半片组件的局部照片对比,显然前者更为美观。

无论采用半片还是叠瓦,全方片不仅更为美观,且更少的留白也有助于组件效率的提升。

                                 

基于全方片的半片组件  

                         

  带倒角的叠瓦组件

以上为SNEC展会期间两家厂商展出的组件对比。

 

组件功率:

目前,158.75mm尺寸的铸锭单晶硅片已经在电池及组件端实现量产化应用。以协鑫集成近期产出为例,采用158.75尺寸铸锭单晶全方片,以12BB的PERC电池工艺,组件端只叠加白色EVA的使用,72片版型的整片组件功率产出如下表,可以看出接近70%的产出比例达到390瓦以上,可以较好的满足目前高功率组件需求。

 

而若采用166尺寸的硅片,由于目前166电池及组件的产能相当有限,暂且根据上述158.75尺寸按照166尺寸面积的比例进行折算,得到下表:

 

从表中可以看出,采用166mm尺寸铸锭单晶硅片之后,比158.75尺寸的72片组件功率整体可提升约35瓦。若叠加半片技术,72片版型166铸锭单晶的组件功率可以再提升5-8瓦,均值达到430瓦以上。

电池效率:

从多家厂商量产的铸锭单晶产品电性能表现来看,平均效率持续进步。铸锭单晶产品与直拉单晶产品的效率差距正从0.3%到0.2%,甚至向0.1%不断缩小。由于铸锭单晶从大方锭开方得来,大方锭对于尺寸的灵活性较高,166硅片的平均效率与158.75硅片不会有差异。然而,直拉单晶的尺寸扩大则需要重新评估效率情况。因为,在相同尺寸的热场下,若硅棒直径增加,必然会带来间隙氧含量的增加,并且,间隙氧和电阻率的径向不均匀性也将变大。这一系列的变化均会导致166尺寸直拉单晶硅片平均效率下降、光衰变差。

显然,一方面,铸锭单晶效率快速提升,加之硅片面积扩大0.5%带来的2瓦以上的功率增加;另一方面,166尺寸直拉单晶维持与小尺寸硅片相同的电池效率极富挑战——无论是平均效率的降低还是间隙氧含量增大带来的初始光衰恶化。一进一退之间,166mm时代的铸锭单晶与直拉单晶组件的功率输出、实际发电表现,将会十分相当、不分伯仲,组件的单瓦售价也将持平。此时更廉价的铸锭单晶产品,将会进一步扩大其性价比优势。随着可以兼容166尺寸的生产的先进电池及组件产线不断增加,166尺寸的铸锭单晶、430W+的组件, 166mm硅片尺寸的时代已经来临,166铸锭单晶的时代已经来临。

【责任编辑:ada.sun】
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关键字阅读: 166 硅片 铸锭单晶
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