鑄錠單晶、區(qū)熔單晶挑戰(zhàn)直拉單晶

誰(shuí)是新世界的王者？

2月27日晚，協(xié)鑫數(shù)據(jù)顯示：鑄錠單晶電池平均效率已達(dá)21.85%，距離業(yè)內(nèi)平均P型直拉單晶PERC電池效率僅差0.3%，而成本則低10%，同時(shí)單臺(tái)爐子產(chǎn)能較單晶爐提升一倍。

 
在全行業(yè)都在向“平價(jià)上網(wǎng)”進(jìn)行最后沖刺的當(dāng)下，任何能夠降本增效的技術(shù)，都牽動(dòng)著產(chǎn)業(yè)敏感的神經(jīng)，何況鑄錠單晶技術(shù)是從基礎(chǔ)材料上作出改變的“本質(zhì)”變化。

 
鑄錠單晶是利用單晶硅為籽晶，通過(guò)鑄錠爐生長(zhǎng)的鑄造單晶，這項(xiàng)技術(shù)并不算是新工藝，也不是協(xié)鑫首創(chuàng)。在2010年前后引起了一段時(shí)間的熱潮，以鳳凰光伏為代表的一批企業(yè)開(kāi)始大規(guī)模推廣鑄錠單晶技術(shù)，市場(chǎng)上又將其稱(chēng)為“類(lèi)單晶”技術(shù)。

 
但在當(dāng)時(shí)，單晶本身市場(chǎng)份額就很小，同時(shí)組件價(jià)格也遠(yuǎn)較現(xiàn)在高，因此類(lèi)單晶技術(shù)帶來(lái)的成本下降和相比多晶帶來(lái)的效率提升并沒(méi)有引起行業(yè)特別重視，同時(shí)鑄錠單晶在當(dāng)時(shí)不夠成熟，高效分布也就是可以用作單晶的比率較低，不超過(guò)30%，整錠能用的硅片不多。

 
而當(dāng)時(shí)又沒(méi)有黑硅技術(shù)，單晶多晶設(shè)備不同，對(duì)于同時(shí)具有單多晶特征的中間層，沒(méi)有辦法處理。

 
爾后，2011年光伏產(chǎn)業(yè)“寒冬”隨即而來(lái)，許多企業(yè)在生存壓力下也沒(méi)辦法繼續(xù)研發(fā)，鑄錠單晶技術(shù)進(jìn)展因而停滯。

 
隨著中國(guó)政府制定了光伏發(fā)展政策，市場(chǎng)回暖，協(xié)鑫、晶科、旭陽(yáng)雷迪等企業(yè)又在持續(xù)推動(dòng)這項(xiàng)降本技術(shù)的發(fā)展。賽維LDK、阿特斯、榮德、環(huán)太完成了前期的技術(shù)儲(chǔ)備。不完全統(tǒng)計(jì)，至少20家鑄錠廠家已經(jīng)或準(zhǔn)備開(kāi)啟鑄造單晶的生產(chǎn)，技術(shù)交流活躍。中國(guó)科學(xué)院院士、硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任楊德仁在《鑄造單晶硅材料的生長(zhǎng)和缺陷控制》報(bào)告中指出，鑄錠單晶將在今后的一兩年開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用，成為對(duì)市場(chǎng)有重大影響的差異化產(chǎn)品。

 
根據(jù)協(xié)鑫集成公布的最新進(jìn)展，鑄錠單晶拖尾、EL、光衰以及三類(lèi)片的分布等問(wèn)題已經(jīng)逐步解決，尾部低效的分布大量減少，高效分布比例可達(dá)70%以上。成功的關(guān)鍵在于采用了新的籽晶鋪設(shè)方式以及獨(dú)創(chuàng)的鋪設(shè)晶向。近期楊德仁院士在報(bào)告中對(duì)技術(shù)進(jìn)步給予了肯定。

三分天下

鑄錠、區(qū)熔挑戰(zhàn)直拉單晶地位

近年來(lái)直拉單晶增長(zhǎng)迅猛，從2016年19%增長(zhǎng)至2018年的46%，根據(jù)分析機(jī)構(gòu)PV InfoLink預(yù)測(cè)，到2023年，單晶組件市場(chǎng)份額將達(dá)到71%，占三分之二強(qiáng)。而從鑄錠單晶的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，單晶系所占的比例可能會(huì)更加“激進(jìn)”，除保留多晶黑硅和薄膜一部分市場(chǎng)之外，更多開(kāi)展進(jìn)一步細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的PK。

除鑄錠單晶向直拉單晶發(fā)起挑戰(zhàn)外，光伏產(chǎn)業(yè)越來(lái)越激烈的高效電池軍備競(jìng)賽也對(duì)硅片材料提出了新要求。能做到更高效率和減少衰減的區(qū)熔單晶也會(huì)在未來(lái)加入“戰(zhàn)團(tuán)”，夾擊直拉單晶。

 
在一段時(shí)間內(nèi)，技術(shù)路線之爭(zhēng)從來(lái)都是只有一位王者勝出，其它路線或許存在，但卻要忍受失敗者去瓜分二八定律中的“二”，占據(jù)小部分利潤(rùn)。

 
相比常規(guī)單晶技術(shù)，結(jié)合協(xié)鑫公布的鑫單晶數(shù)據(jù)，鑄錠單晶有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

1、成本優(yōu)勢(shì)。根據(jù)協(xié)鑫集成發(fā)布的一份報(bào)告，鑫單晶比直拉單晶成本每片降低0.4元。但應(yīng)該指出的是，隨著電池效率上升、組件價(jià)格下降在電站投資中占比減少、配套高效技術(shù)疊加效應(yīng)等綜合因素，因此在業(yè)主選擇組件時(shí)應(yīng)該綜合考慮整體BOS成本和最終的LCOE成本，所以除此之外，接下來(lái)還要再分析鑄錠單晶組件的實(shí)際發(fā)電能力相對(duì)直拉單晶如何。以常規(guī)多晶組件為例，生產(chǎn)工藝較單晶更為復(fù)雜，除了原材料能降低成本之外，其它環(huán)節(jié)都或持平或略高于直拉單晶組件，因此轉(zhuǎn)向黑硅做高效已經(jīng)成了唯一出路。

2、鑄錠單晶組件采光面積更大，相比直拉單晶電池片八角結(jié)構(gòu)，正方形的鑄錠單晶可以充分利用組件表面積，以158.75mm的硅片尺寸為例，比211圓棒，帶倒角的158.75單晶硅片增加0.8%的受光面積，比156mm硅片大2%。

3、但直拉單晶還面臨著衰減的問(wèn)題，目前業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的單晶企業(yè)宣布單晶PERC電池可以通過(guò)鍍嫁等工藝控制首年衰減小于2%。而鑄錠單晶則因其工藝，衰減和多晶相似，含氧量比單晶低40%左右，比直拉單晶低0.5%以上。這里是根據(jù)協(xié)鑫公布的數(shù)據(jù)做的測(cè)算，據(jù)協(xié)鑫公司，公司正在做實(shí)證基地進(jìn)行比較，未來(lái)有數(shù)據(jù)積累時(shí)將定期放出對(duì)比數(shù)據(jù)。