鄧良平:高效單晶技術(shù)成本路線及實現(xiàn)措施
從高效單晶硅片、高效單晶電池、高效單晶組件以及加上跟蹤系統(tǒng)以后的高效單晶光伏發(fā)電系統(tǒng)等不同技術(shù)與產(chǎn)品層面,對照隆基公司與整個光伏行業(yè)的技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,介紹高效單晶光伏產(chǎn)品的成本路線圖及主要實現(xiàn)措施,預(yù)測未來3~5年內(nèi),代表光伏行業(yè)未來發(fā)展趨勢的主要技術(shù)路線及其產(chǎn)品。本報告以隆基技術(shù)及成本控制能力為支撐,以行業(yè)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為實證,對太陽能科學(xué)與技術(shù)在光伏領(lǐng)域的發(fā)展做出全景式現(xiàn)狀呈現(xiàn)和清晰的未來預(yù)判。并預(yù)測單晶組件發(fā)電的度電成本很快能與傳統(tǒng)火電展開競爭,光伏行業(yè)去補貼時代即將到來。
2015年國內(nèi)光伏市場形勢大好,從終端需求來看,單晶技術(shù)的份額比去年足足翻了一倍。單晶效率提升與成本降低,是市場份額變化的關(guān)鍵。未來3年高效單晶硅片的加工成本將于多晶硅片持平,而效率提升對電池和組件的降本貢獻將進一步提升單晶成本競爭力。
硅片環(huán)節(jié)常規(guī)降本工藝
未來3年內(nèi),拉晶環(huán)節(jié)采用“大裝料、高拉速、CCZ多次拉晶”技術(shù)。
單晶切片環(huán)節(jié)全部采用金剛線切割,加上細線化及薄片化等技術(shù),可在三年內(nèi)將單晶硅片非硅成本下降32%,降至6美分/瓦以內(nèi)。
未來三年內(nèi),單晶硅片含硅成本將下降17%,單位成本降低至13美分/瓦。
成本測算條件:①單晶硅片規(guī)格為M1;②單晶方棒每公斤出片量54.46片;③單晶功率5W/片;④多晶硅價格120元/kg;⑤多晶硅至單晶方棒的硅料損失5%。
硅片的薄型化優(yōu)勢
硅料成本在硅片中占比超過50%,薄片化能大幅度降低硅片成本,未來單晶硅片成本可以下降到多晶硅片的水平。
上圖是厚度為110微米的N型單晶硅片,具有高柔韌性,制成電池后可安裝在復(fù)雜物體表面(比如無人機)。該硅片目前量產(chǎn)電池的效率已達22%以上,并有望進一步提高。
柔性硅片進一步降低了組件隱裂風(fēng)險。薄硅片(110微米)與常規(guī)硅片(190微米)相比,每公斤方棒的出片數(shù)增加36%,每片硅片的成本下降26%。
未來單晶硅片的厚度可以減薄至70微米,在這個情況下,SHJ電池的轉(zhuǎn)換效率不會降低,這也是單晶硅片獨有的特性。
硅片成本路線圖:單晶與多晶非硅成本持平
綜合考慮拉晶、切片技術(shù)進步及輔材價格下降趨勢后,單晶和多晶硅片的非硅成本差距將在3年后持平,屆時單晶份額將大幅提升。
單晶轉(zhuǎn)換效率提升趨勢
提高轉(zhuǎn)換效率是光伏系統(tǒng)成本下降的核心手段。
理由在于:電池制造成本占系統(tǒng)投資成本比例不足10%,而占據(jù)系統(tǒng)成本90%的逆變器、土地、鋁邊框、玻璃、線纜等配套產(chǎn)品或資源的成本已難以下降,只有通過提升電池轉(zhuǎn)換效率,才能降低光伏系統(tǒng)成本。
單晶由于其在材料結(jié)構(gòu)上的完整性以及高效電池技術(shù)的應(yīng)用,使單多晶的實驗室轉(zhuǎn)換效率相差5個百分點左右,未來高效技術(shù)應(yīng)用將越來越精深地發(fā)掘材料優(yōu)勢,使單晶轉(zhuǎn)換效率無論在提升速度,還是提升空間均遠高于多晶,從而進一步拉大單多晶的效率與成本差距。
ITRPV預(yù)測,單晶轉(zhuǎn)換效率提升速度與空間遠高于多晶。
未來晶硅電池轉(zhuǎn)換效率提升空間較大、發(fā)展速度較快的電池主要集中在IBC、SHJ以及PERC單晶電池上,而多晶以及類單晶的電池轉(zhuǎn)換效率提升將遭遇瓶頸,提升空間有限。
領(lǐng)先的單晶硅片企業(yè)通過在長晶與切片環(huán)節(jié)研發(fā)推廣“控碳、控氧、提升少子壽命及高效清洗”等品質(zhì)提升手段,持續(xù)提升硅片對電池轉(zhuǎn)換效率的貢獻度。
同時,通過推進低衰減、M1&M2硅片標準、N型單晶等高效化技術(shù)手段,進一步增強單晶競爭力。
量產(chǎn)單晶電池轉(zhuǎn)換效率與功率提升路線圖
國內(nèi)PERC單晶從2015年下半年開始實現(xiàn)量產(chǎn),電池平均效率20.5%,60型組件功率285W。
2016-2017年,PERC單晶通過擴散、印刷、鍍膜等工藝改善,量產(chǎn)組件功率還可提高20W,60型組件功率達到305W。
到2017年下半年,PERC+MWT單晶電池工藝實現(xiàn)量產(chǎn),60型組件功率達到315W。
2018年,N型單晶導(dǎo)入量產(chǎn),電池平均效率22.2%,60型組件功率達到325W。
責(zé)任編輯:蔣桂云