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“210硅片”:
2019年8月,TCL中環在新品發佈會上推出基於12英寸長晶技術的“夸父”系列硅片產品,包含G12(210mm-f295)、M10(200mm-f281)、M9(192mm-f270)三種規格。主打產品G12硅片對標隆基綠能在同年發佈的M6(166mm)尺寸硅片。
G12硅片在推出時組件存量產線難以兼容,因此生產商如要生產“210組件”則需要重新建立配套體系,這也是中環在推廣G12硅片時所面對的挑戰。而尺寸的改變不會對光電轉換效率有太大的影響,其主要目的則是降低終端電廠的成本,只有電廠願意接受,產品才有銷路,反推組件廠商才會願意採用中環的G12硅片,與隆基綠能的尺寸之爭則是對生態鏈中硅片的主導地位之爭。
硅片尺寸演化:
光伏用硅片通常以過幾何中心的垂直長度來命名其尺寸。2010年之前,125mm尺寸硅片為行業主流,存在少量156mm尺寸硅片。2010-2018年,行業以156mm尺寸硅片(M1)為主。在此期間,2013年推出156.75mm尺寸硅片(M2)和161.7mm尺寸硅片(M4),2018年推出158.75mm尺寸硅片(G1),都是在當時電池產線兼容尺寸下的延申,至此尺寸的變化目的還是以增強功率為主。
2019年6月,隆基綠能以存量電池產線能接受的極限尺寸推出166mm尺寸硅片(M6),同年9月中環股份參考半導體經驗推出210mm尺寸硅片(M12)。2020年6月,以隆基、晶科、晶澳為首的企業聯合發佈182mm尺寸硅片(M10)倡議。至此166mm、182mm、210mm3個尺寸為市場主流。
中環應對方法:
隨著硅片尺寸的增大,單片功率也隨之增長,目前210組件共有5款尺寸產品,組件輸出功率在400W到660W之間,分別用於不同的細分市場,涵蓋戶用市場、工商業分佈式、農光漁光等複合項目以及大型地面電站等多場景。在使用分佈式210的400W小組件時,其裝機容量較158/166組件可分別高12%/10%。
從發電過程中來看,高功率也會造成高電流,如果要適配G12組件,就需要單串電流20A以上的逆變器,同時雙面組件則需要30A的接線盒,要達到30A則需要將雙二極管並聯,而兩個二極管難以保證同步率完全一致從而增加風險。高電流導致發生熱斑也是組件廠商所擔憂的,為解決這一問題中環從分片工藝入手,將210硅片進行“二分片”或“三分片”,因為發生熱斑取決於反偏時電池承受的反偏電壓,又與熱斑電池產生的正向電流及漏電流密度分佈相關。對於多分片的小片電池,如典型的疊瓦組件,二極管的單串並聯電池數量達到了34片,因此對於分片組件,只要有效先知分片過程產生漏電,二極管並聯電池片數小於等於30時,組件發生熱斑的風險極低。
210硅片所面對的問題,中環通過自身的技術儲備和應用一一給出解決方案,從半導體技術起家的中環,在光伏行業的應用中是有很大優勢的,在拉晶環節的熱場控制和提拉工藝上具有顯著的技術壁壘,沒有半導體生產經驗的企業很難在短期內達到中環股份的良率和生產成本水平。
大尺寸所代表的則是原材料用量增加,在應對硅類原材料價格高漲的問題,中環則通過加速薄片化進程,以達到降低硅耗和硅片成本。行業所擔心尺寸過大導致切割過程中碎片率提升的問題中環則是用技術將其填平,所用的金剛線切割技術則是中環從2012年開始與SunPower一起推廣的切割硅棒的核心技術,薄片可以大幅降低硅耗和硅片成本,硅片厚度從175μm減薄至160μm,可以覆蓋多晶硅料8元/kg的價格漲幅,減輕下游產業鏈的成本壓力。如產業鏈內全規格單晶硅片全面轉換到160μm厚度,預計可節省6.8%的硅使用量,現階段N型硅片平均厚度降至150μm,中環則朝著130μm進發。
“210硅片”生態鏈:
隨著PERC電池技術理論轉換效率接近極限,行業也開始對N型電池技術過度,因此生產設備在迭代的過程中也需要更新,在技術的更新下更多的廠商選擇兼容210尺寸硅片,而配套產設備廠商也在對兼容性做出改進考量。中環、上機、京運通、通威、愛旭、天合、日升、信義、福萊特、亞瑪頓、陽光電源在210生態逐漸完善,在硅片、電池、組件、玻璃、逆變器核心原材料輔材都已有相對成熟的配套。
而在182mm陣營中的晶科能源在2021年報中披露已開始對210 硅片的相關技術展開研發,並且已具備生產能力,從2019年開始硅片尺寸標準化的主導權一直處在爭奪狀態中,但最終的目的還是歸結到降本上,只有被終端電站認可,整個產業鏈才有良性發展的趨勢。
註釋與解讀:
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