游达：比较多晶和单晶谁会是主流没有意义
发布时间：2015-01-09    编辑：jinrui   
本文摘要：全球光伏市场份额跟效率发展也是呈对应的关系，在过去四年里面，从2010年开始整个多晶和单晶比例在发生微小的变化。
保利协鑫能源控股有限公司长晶事业部技术总监 游达

　　协鑫在产业链里面多晶产能已经到了将近13GW，明年可能会到15GW，在这么大产能的压力之下，我们要保证自己在市场上有一定的竞争力，确保自己的市场份额这是一件非常不容易的事情。
 
　　最近在行业里面讨论最多的，就是在未来三年里面，单晶和多晶份额到底会有什么样的变化？从协鑫来看，我们依然看好自己的多晶。另外从发电量数据来看目前地面电站已经以多晶为主，但是在分布式上面未来多晶和单晶谁更有优势的话，今天我就先做一个抛砖引玉，大家共同来研究这个话题。
 
　　铸锭多晶硅现状及展望，这个报告分五个部分。首先把有光伏以来最好的电池效率回顾一下。然后对全球光伏市场份额做一个简单讨论。第三是把铸锭多晶硅技术发展趋势做一个介绍。最后把铸锭N型准单晶技术做一个介绍。这个行业不管电池也好，组件也好，最终还是要靠发电量如何。
 
　　这张图它一直在跟着这个行业的趋势诞生以来每年的效率最高纪录值都有一个明显的进步。到2014年的时候，几乎所有的电子技术，无论是薄膜，还是单晶，还是晶硅实验室效率基本都到了20%左右，如果更好的电池工艺，晶硅基本可以做到25-26%的水平，当然这仅限于实验室的效率。
 
　　随着技术的发展，它可能会放缓，但是在未来也许会有新的技术诞生，相信还会向上走。
 
　　全球光伏市场份额跟效率发展也是呈对应的关系，在过去四年里面，从2010年开始整个多晶和单晶比例在发生微小的变化。绿色面是普通晶硅产品，从2012年左后，高位多晶的产品出来之后逐步替代了这个市场，我们看到在N型单晶市场上也在逐年的提升市场份额，所以我们认为从整个2014年来看，常规太阳能电池硅片的组件产量会占到将近89%的市场份额。薄膜组件将占接近8%。
 
　　我们再主要回归到晶硅这个体系，看看多晶和单晶给出市场预测。从2010年开始预测到2017年，基本上多晶组件产出量依然保持70%左右，到2017年，单晶份额可能会从30%上升到35%。
 
　　多晶在2012年在行业里面大部分都是G5，在2013年的时候G6所占市场份额比例越来越大，从G5到G6产能的提升非常明显可以从6.9%提升到10.3%。2014年多晶铸锭炉型来说慢慢从G5到G6到G7。协鑫会把将近10的炉子改成G7，明年会把G7份额和比例继续提高。
 
　　大家一直所多晶和单晶一直在比谁会是主流，我觉得这个没有意义。那我们就来看看多晶到底未来会做什么事情。这里给出单晶和多晶关于效率分布的计算。这里以组件输出功率的相对值来做一个对比。
 
　　在组件段有了面积差能，在风能面积上多晶面积多了1.8%的面积输出，光衰单晶给到2-2.5%的变化，多晶给到1%左右，如果单晶持有扣除面积损失、封装损失、光衰的话，最终的组件效率是18.25%左右。我们认为如果目前单晶结构和电池工艺不朝着像20%的效率去转，在目前组件段，它的效率输出是不如多晶的效率。
 
　　N型的单晶硅片从潜力上来讲是未来的方向。但是我们也发现N型虽然潜力很高，但是目前硅片尺寸还是以6寸为主，电池成本过高，所以在未来我们做铸锭，希望用铸锭工艺做成N型类单晶的硅片。
 
　　提到成本和效率，又回到多晶目前的发展瓶颈，很多人说单晶成本下降很快多晶未来发展的势头会差一点，我也把自己的思路理了一下，总结以下四点讨论这个问题。
 
　　第一点，我们不得不承认目前所有高效的电池工艺都是基于单晶，多晶电池工艺并不是很多，研究也比较少。
 
　　第二点，金刚线切割带来的表面制绒工艺的突破，这个瓶颈如果突破的话，多晶切片金刚线切割就会大规模生产，推向市场。
 
　　第三点是类单晶的技术突破，中间一类片的效率分布广，另外外观接受度有问题，二、三类片的效率需要进一步提升。
 
　　第四点，硅片下降的成本空间也受到了客观条件的约束，前面讲到金刚线在多晶切割方面没有大规模的导入，所以也导致用于这种切割工艺的产量产能没有办法大规模生产。再有就是装料量，把装料量从1.2吨提高到1.6吨，它不是技术问题，而是安全方面的问题。
 
　　大家也知道作为单晶而言，传统方法就是直拉，德拉单晶棒及它的优点很明显，绝缘密度很低，效率高，缺点是投料少，操作复杂，成本高。如果用铸锭方法从某种意义上来看，投料量确实做得很大，G6确实没有问题，操作简单，成本低，但是技术难度比较大。
 
　　这里我给出了一个最新的研究结果探讨这个技术，这是今年在太阳能材料和电池杂志上发表的一篇最新报道，采用N型类单晶硅片做了HIT电池工艺。如果在铸锭区域中间部分的硅片，它做得HIT即使在这样一个铸锭环境下做的硅片，中间转换区域可以做到21.5%，但对我们来讲依然有很大的挑战。第一，籽晶，使用特定晶向的单晶，成本高于正常硅料。第三是效率的进一步提升，主要解决效率分布问题。第三是单晶区域在整个晶体中的比例提升，目标实现80%左右单晶硅片产出比例。
 
　　最后讲一下铸锭多晶发电量的研究。首先是温度系数的影响，在户外它不是标准的环境温度，也不是标准的辐照度。这是我在网上找的一篇德国学者做的一个多晶组件测试，得到的温度是-0.42，这个温度跟我们常规理解还是比较接近的。
 
　　接下来看看温度系数的对比，这个我也是找了德国文章数据，坦白说德国在过去几年时间里，装机应用依然走在世界前列，同时积累了很多系统运行的数据。从这个数据可以看到HIT结构温度系数在所有晶硅里面是最好的，从薄膜来看，薄膜实际测试和模拟中温度测试还是比较低的。传统的无论是单晶硅，多晶硅，温度在户外基本上都是负0.4-0.5波动。如果未来我们要研究这么一个测试的条件，如何把组件温度系数测准对我们来说是一个挑战。
 
　　现在大家说在同样瓦数组件上面，同样的辐照下，单晶比多晶的温度低5-6度，为什么会发生这样的变化，值得我们去探讨。
 
　　最终多晶组言系统未来研究的重点有以下几个方面。
 
　　第一，各种高效硅片工艺以及高效电池结构导致的组件效率提升对最终系统发电量的影响，我想我们未来要关注这个方向的研究。
 
　　第二，多晶组件的光衰变化的趋势与解决方案。
 
　　第三，铸造单晶组件系统发电量的研究。
 
　　第四，多晶组件在弱光条件下的发电量的研究。
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