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直接法硅片助力光伏平价上网
发布时间:2017-06-02     来源: 中国能源报
本文摘要:业内人士估算,除组件发电效率提升外,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。而在光伏组件成本构成中,硅片占到了35%—40%,改良西门子法、金刚线切割等工艺的进步已使硅片成本大幅降低。现在一种全新的工艺有望实现硅片成本的进一步削减,那就是直接硅片制造技术。


  2020年实现平价上网已成一条硬指标,如何降本增效随之成为中国光伏企业共同思考的题目。

  据业内人士估算,除组件发电效率提升外,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。而在光伏组件成本构成中,硅片占到了35%—40%,改良西门子法、金刚线切割等工艺的进步已使硅片成本大幅降低。现在一种全新的工艺有望实现硅片成本的进一步削减,那就是直接硅片制造技术。

  据了解,自上世纪70年代起,硅片生产一直使用铸锭切片工艺。铸锭是指将多晶硅原料熔化再缓慢冷却成一个大块,即硅锭。然后,将硅锭切割成横截面为硅片大小的小方锭,经过截断、磨面和倒角等工艺后,使用线切割工艺切出薄薄的硅片。整个过程近一半的硅材料成为“切屑”被白白浪费。

  现在这一困扰业内近40年的浪费难题将不复存在,而创新这一技术的就是美国1366科技公司。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,而裁切下来的硅片还可以回收。”1366科技公司首席执行官弗兰克·范·米尔洛在接受记者采访时介绍,“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2/3。”

  直接硅片制造技术在促进成本降低的同时,在性能上也再创新高,记者获悉,今年3月份,利用该技术,1366科技公司与韩华QCELLS合作实现了19.9%的电池转换效率。“该结果得到了德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所光伏校准实验室的独立确认,直接硅片制造技术配合新的电池结构在效率上堪比单晶,今后每年保持1%的效率提升是可能的。”米尔洛表示,而这种更高的效率来自于其特有的制造工艺——高纯的生长环境、更好的微观结构以及掺杂浓度的渐变等。

  新技术推广的性价比优势怎样?“百兆瓦级产能即可证明这一技术的优势,而如果达到10GW,则成本就极其低了。直接法硅片技术为市场提供了一种成本极低的新选择。”米尔洛说。根据测算,当产量达到3GW时采用直接法硅片技术,硅成本可达0.03美元/瓦,当产量达到7GW时,硅成本达到0.015美元/瓦。

  作为一家诞生于美国麻省理工学院的创新公司,仅历时7年,1366科技公司即实现了商业化。据悉,目前其硅片组件已成功安装在德国、美国的电站中。于近日完成安装的日本1MW的示范项目中就有一半使用了直接法硅片。

  中国是全球最大的光伏生产和应用市场,其市场潜力正在不断释放,米尔洛也将目光瞄向中国,“希望将这一技术带到中国,让光伏制造过程更加绿色环保,并推动平价上网早日到来。”

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