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多晶铸锭的前世今生

2015-7-19 20:55| 发布者: 阳阳| 查看: 6078| 评论: 0|来自: pv-tech

摘要: 自1960年人类第一次将光伏发电并入电网,至今光伏行业已然发生翻天覆地的变化,光伏发电已成为极其重要的清洁能源。硅元素是最基础的、应用最广泛的光伏发电材料,它在地壳中的含量占比超过26%,是仅次于氧的第 ... ...
  此时,唯一的研发方向是提高多晶电池发电效率,一种被称为“准单晶”的“新概念技术”被提出,一个名曰“凤凰光伏”的企业宣传密集,昱辉、保利协鑫等主要硅片企业均上马“准单晶”,通过铺设籽晶来大规模生产类似单晶结构的晶体,期待凭借多晶铸锭设备超大产能优势实现单晶的批量化供应,仅仅2年后,这种“新概念技术”就被证实走了历史的老路,几乎无主要电池厂商使用“准单晶”做电池材料,国内几乎没有大型电站开发商使用“准单晶”组件。其实早在20世纪七、八十年代,BP、GT等多晶铸锭先驱早已试用并证实了铸锭技术生产单晶是不可行的,并且在产品性价比方面还不如普通的多晶铸锭。

  在“大上快上”年代,英利、晶科、天合等一体化企业纷纷上马多晶铸锭产能,同时在多晶电池研发上进行了资源倾斜,这从客观上加速了国内多晶电池效率的进步,从另外一个角度看,也使多晶电池效率瓶颈快速来临。反过头来看,美国、台湾、韩国等海外电池厂商纷纷在高效单晶电池领域扩大投入,迄今依然保持转换效率的优势。一体化企业早期上的多晶铸锭产能越来越成为一种包袱,要走高效化就得放弃,但放弃就要付出财务代价。

  主要电池组件厂商此时由于全球单晶供应相对紧张,且缺乏强有力的单晶电池组件竞争者,把单晶电池、组件作为高毛利产品大部分出口到日本和欧洲,甚至用单晶的高毛利反哺多晶产能,造成市场上单晶产品“洛阳纸贵”的现象。

  2013年,松下公司采用异质结N型单晶技术实现了25.6%的光电转换效率,突破了光伏产业界最高理论效率极限,Sun Power公司凭借背接触N型单晶技术也实现了23%以上的量产效率,人们再次评估各种技术的性能和成本区间。

  进入2015年,各条技术路线的优劣已经十分明晰,虽然单晶硅的每公斤生产成本仍高于多晶铸锭,但是基于金刚线切片优势和转换效率的差异,使得单晶组件成本已与多晶硅十分接近,国内单晶组件价格比多晶组件仅高出2.5%左右,但却能够节省8%的电站设备和工程成本,核算下来单多晶投资已经相差无几。

  相对于成本较高的异质结、背接触N型单晶技术,背钝化电池工艺具有更高的性价比,它能够将普通的P型单晶效率提高1个百分点,而多晶铸锭制成的电池效率仅能提高0.5个百分点,单晶优势进一步凸显。

  目前国内已有厂商大批量生产背钝化单晶电池,同时,直拉单晶炉的单体产能提升到过去的3倍,材料成本快速降低,而多晶铸锭炉的单体产能瓶颈则始终无法突破。预计到2016年底,在单晶组件功率高出10%左右的条件下,单晶组件与多晶组件价格有望持平。

  2015年对多晶铸锭是一个尴尬的分水岭,在转换效率方面不仅没有达到单晶的水平,反而与单晶的差距在不断扩大,而多晶铸锭天然的成本优势也逐渐被抹去,全球最大的多晶铸锭企业保利协鑫也宣告大举投资单晶。展望2016,多晶铸锭式微的窘境日渐清晰。未来,何去何从?
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