高效电池多晶硅片解决方案
发布时间:2015-04-10    编辑:jinrui   
本文摘要:保利协鑫能源控股有限公司 技术副总裁
保利协鑫能源控股有限公司 技术副总裁 游达博士
 
  未来中国整个光伏行业的效率,还是在不断的往前发展。保利协鑫作为上流的龙头企业、国内最大的多晶硅片供应商,我们也希望谈谈对未来效率的发展和行业的进步能够做一些什么事情。
 
  我的报告,主要分以下这四个部分。第一部分,我简单回顾一下2014年的光电转换效率的情况,2014年基本上晶硅的的效率已经可以达到20%以上,在实验室是没有问题。但是我们可以看到薄膜的进步也非常快,在实验室中薄膜也达到了17%左右的效率。我们需要看到,一方面晶硅在继续提高,另一方面它的瓶颈依然存在,可能26%是我们未来要面对的一个期限,但是薄膜如果效率到19%的情况下对于晶硅还是有优势的,从长远来看还是要去关注薄膜未来效率进步的情况。
 
  关于全球市场份额,在2014年,无论是IBC,还是黑硅,包括PERC电池,其实出货量并不是太大。在这里我们简单地将单晶、多晶、薄膜做一个大概的分类,我们从中可以看到一个趋势是,整体上多晶硅依然是主流,单晶比例其实在逐年的增加,尤其是N型的比例,虽然依然很低,但是比例上升的速度比较快。如果纯粹以单多晶来比,多晶硅片市场份额占还是在65%以上,当然单晶的份额可能会逐步提升。这个也要看这个整个上游下游的协同,以及我们对于未来电池工艺路线的选择,因此我们希望我们的客户在未来两三年能够做出较大调整,我们可以及时的跟上你们的步伐。
 
  协鑫的产业链其实比较完整,从硅原料到电站是我们整个晶硅的一条产业链。协鑫主要业务在前端,在硅原料、多晶硅、硅棒一直到硅片是我们的主营业务,我们其它的公司也在进行系统电站的运营。
 
  从光伏整体发展趋势来看,我们认为光伏有三个很重要的指标。第一个,光电转化效率。因为效率直接关系到成本,关系到整个发电站的效率,以及是它能否可以达到平价上网的标准。从1978年到现在,我们看到成本的路线在不断接近平价上网所需要达到的指标。从目前来看,中国慢慢由一个传统光伏制造大国走向应用大国。在过去的一年里我们是全球第一,在未来的三到五年,我想我们依然会是全球第一。所以无论是做硅片,还是做电池组件,做系统的,我们所有的重心其实应该往后面的可靠性去着眼,把重心稍微转一转。从多晶硅片生产的成本来看,我们的技术已经比较成熟了。在成本上,我们只能把铸锭装料量从850kg,逐步的提升至1100kg,当然这个只是可以量产的水平。在实验室,如果在加料方法上再加上一些措施,可以达到1.5吨~1.6吨。但是考虑到安全方面因素,我觉得我们有些技术还是要在可以保证安全的前提下去运用。
 
  在最近一两年时间里,我在想作为一个多晶硅片厂商,我们如何去配合下游来做产品开发,这里有个产品开发路线:第一个,我们要把工艺进行优化,尽量把材料缺陷降低,尤其是多晶硅片黑边的问题,在未来会是一个解决的重点。第二个,硅片的尺寸,既然行业走到这一步,甚至不再是一个技术路线,最起码我觉得它是一个行业标准的更改。硅片的尺寸我们可能会往156.5mm甚至往157.0mm发展,这样保证我们的客户在60片组件片数不变的基础上,使瓦数得到进一步提升。第三个,光致衰减。关于光衰问题,现在普通单晶的光衰,包括前面提到的PERC工艺光衰的问题,我认为是今年要重点解决的一个问题。协鑫准备把多晶光衰从1.5%左右逐步降到1%,最后降到0.5%。这是我们接下来努力的方向。我想这样对于系统而言,整个的发电量、度电成本其实是有很大的提升。对于光伏行业而言,光衰在过去的几年时间里,它的参数一直没有被太多关注。我们提出要把多晶的氧含量再往下降,掺杂采用共掺工艺,我们将推出新产品,要比现在产品光衰至少降50%,这是我们的一个目标。从理论上说,N型的光衰是零,但我想在理论界来说的话,N型到底有没有光衰?这值得我们去商榷一下。无论怎么说,N型单晶的优势还是需要我们去重视的。所以我觉得硅材料对于光伏行业的作用,不仅仅简单体现在效率提升上,更重要是体现在它对于后面产品的可靠性可能会有更多的帮助。
 
  协鑫也做了一个简单的预测,我们认为根据我们光伏的使用效率,到2015年左右,多晶的行业量产水平应该会到18.5%,单晶20.5%;多晶到260W以上,单晶到280W以上。所以协鑫愿意配合下游的客户,通过光衰、尺寸的改善,去帮助客户在2015年提出一个60片组件提升5W的解决方案。
 
  最后关于协鑫着眼于三到五年后的发展,我们认为还要做铸造单晶,并且要把P型转成N型,并做两次大的调整,这是为什么?我们可以简单对比一下目前单晶的技术,现在单晶的产品还是有一些不足,首先P型单晶即使结合目前的PERC工艺,还是有3.0%以上的光衰,这是它目前在电池工艺环节没法解决的问题,包括P型的封装损失也是比较大的,它的组件封装面积也是比多晶低的。所以我们认为如果我们做铸造单晶的话,至少在这几个方面我们能够找到一个比较好的解决方案。另外,如果整个能够大规模量产的话,基本上能够匹配目前金刚线的切片技术,我们可以把硅片切的更薄一点,再结合阿特斯提出的黑硅技术,也可以解决表面的制绒问题。所以,我认为未来电池技术进一步成熟的时候,我们就会推出适合于未来电池工艺发展路线的铸造单晶硅片的产品,我们坚定地认为准单晶和N型是未来发展的重点。
 
  第二,我们要关注组件在电站应用情况。太阳能发电在户外随着光照强度增加,它的表面温度是升高的,而实际上这时它的发电效率是下降的。晶硅做到今天,有一个矛盾是,在太阳光照最好的情况下,户外温度较高的情况下,发电效率实际上并没有达到我们预期的效果。所以我也调研了在德国的一个测试数据,坦白说中国现在还没有公司真正的能把所有的包括单晶、多晶、薄膜及测试工艺进行很详细的分析,目前确实没有,我只能借助德国人的数据。
 
  从调研的结果来看,我想有两点可以启发我们,第一点,关于多晶和单晶温度系数的对比,现在看差距是非常小的。有人认为晶硅基于传统电池结构,温度系数到0.4的时候,是没有太大疑问,但是N型的HIT,是非常有优势,它的组件温度系数只有目前我们传统组件的一半。所以我认为如果未来我们要考虑度电成本的时候,我们就要考虑电池组件的所使用的材料,在户外的发电过程中是否能够达到实际的预期效果。我觉得这个是我们行业未来可能会发展的一个趋势。所以我们未来还坚持做准单晶,在N型的基础上继续走下去,为这个行业提供最优质的硅片。

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