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光伏组件 | 多晶迎来“神助攻” 直接法硅片提升性价比

发布时间:  2017-01-24    点击量:  15  次    作者:       来源:  北极星太阳能光伏网(独家)

关键词:  光伏上网电价,太阳能,光伏电站投资,光伏组件,光伏企业,光伏发电,光伏系统,光伏发电系统成本,光伏

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光伏摘要:随着2017年1月1日执行新光伏上网电价,我国太阳能三类资源区上网电价来到0.65、0.75、0.85元/kwh,进一步逼近平价上网。断奶势在必行,如何降本增效成为光伏企业的必答题。


随着2017年1月1日执行新光伏上网电价,我国太阳能三类资源区上网电价来到0.65、0.75、0.85元/kwh,进一步逼近平价上网。断奶势在必行,如何降本增效成为光伏企业的必答题。

光伏组件是电站运行的关键组成部分,在光伏电站投资中组件成本占比约为45%,组件成本的下降将会带动光伏系统整体成本下降。据业内人士测算,光伏组件成本每下降1元,光伏发电系统成本将下降0.1元。而组件效率的提升将直接给光伏电站带来更多的发电量,增加电站业主收益。

因此,光伏组件成为光伏发电降本增效的主要环节,组件企业在成本效率上打响争夺战,这其中又以晶硅组件的单多晶之争为主。

斩不断的单多晶之争

晶硅是太阳能利用最主要的光伏材料。当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如晶核长成晶面取向相同的晶粒,形成单晶硅,如果晶核长成晶面取向不同的晶粒,则为多晶硅。

从效率上看,单晶硅太阳能电池光电转换效率高。从制作成本上看,多晶硅太阳能材料制造简便,节约电耗,总成本较低,因此得到大规模发展。

在很长一段时间里,多晶、单晶光伏组件市场率维持在8:2的格局,这是35年来市场选择的结果。而近两年随着金刚线切割在单晶上的利用使得单晶成本有了显著下降,市场的平衡随之被打破。

有机构预测,2017年单、多晶市场占比或将改为4:6。单晶降低了成本,多晶也在努力提升效率。近期,天合光能宣布其HoneyPlus高效多晶硅太阳电池组件(mc-Si)孔径效率达19.86%;无锡尚德宣布其量产的多晶PERC电池效率最高达20%。但是在效率上,多晶组件赶超单晶组件仍有难度。

在这场效率成本之战中,业内人士表示,如果单晶硅片价格超出多晶硅片的部分在12%以内,单晶是划算的,因为单晶效率更高;如果单晶比多晶贵12%以上,即使单晶效率高,也不划算。也就是人们熟知的硅片“0.6元价差”。


1366科技CEO Frank van Mierlo

因而,如果效率无法赶超单晶,那么保持成本上的优势是多晶企业的布局重点。

直接法硅片 成本降低50%

当制造工艺成熟以后,核心材料的价格下降和用量的削减是光伏组件不断降价的主因。

在光伏组件的成本构成中,硅片占了35%-40%左右,可见降低硅片成本对降低组件以及光伏电站系统成本有着至关重要的作用。这也是多晶积极推动金刚线切割的动因。

然而,切割工艺总归存在浪费。据了解,传统的硅片制造工艺需要先把多晶硅熔化、拉晶或铸锭,然后切成小的方块,经过打磨,抛光等,最后用线切割成片,在硅片切割工艺过程中白白浪费了近50%的硅料,并使用大量的钢线、砂浆等辅材。

有没有一种方法可以避免硅片切割环节的浪费,从而降低硅片生产成本呢?1366科技给出了答案。

据Frank介绍,1366科技采用了直接法硅片技术来解决这个问题。所谓直接法硅片即将多晶硅投入硅片生长炉中,加热使其熔化,之后将其表层冷却结晶成长出多晶硅片,这就像冬天的湖面结冰一样。然后将硅片取出,裁切成规定尺寸,速度约为每片20秒,而裁切下来的硅片还可以回收。如此,直接法硅片减化了硅片铸锭、切割等生产步骤,避免了硅的浪费,可使成本下降50%,并且节省了整个硅片总能源消耗的三分之二。


资料来自1366科技

如上图所示,那条蓝色的线就是多晶金刚线切割所达到的成本极限,1366科技认为,当产量达到3GW时采用直接法硅片技术,硅成本可达$0.158/片,当产量达到7GW时,硅成本达到$0.099/片。直接法硅片技术为延续多晶的市场主导地位提供了一种成本极低的选择。

此外,直接法硅片的另一个优势是该技术可以与PREC技术相结合,从而达到1+1>2的效果。前不久,1366科技和韩华QCELLS宣布采用直接硅片技术与Q.ANTUM背钝化电池技术的电池转化效率达到19.6%。Frank表示有信心在2017年Q1实现20%转化效率的目标。

Frank继续介绍,“当用到PERC技术的时候,如果厚度可以降低,对光子的利用可以更加充分,但现在的工艺没有办法让硅片更薄。如果切得更薄,那么在切片环节将得不偿失——电池过程的碎片率太高了。1366科技采用的是3D生长的硅片,可以做到边缘很厚,而中间薄,整个硅片同样有基于100-200微米的强度。我们给下游的电池制造提供了更多的可能性。”

经过7年时间,1366直接法硅片技术实现了商业化,并且成功安装在德国、美国的电站中。2016年年底在日本1MW的示范项目中一半使用了直接法硅片。

据统计,2016年中国光伏并网容量约为34.24GW,连续两年领跑全球。在Frank看来,中国是重要的光伏市场,1366科技正在中国寻找合适的合作伙伴来建立直接硅片工厂,一起推动直接硅片的发展,加快平价上网的早日到来。


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