鑄錠單晶、區(qū)熔單晶挑戰(zhàn)直拉單晶

誰是新世界的王者？

2月27日晚，協(xié)鑫數(shù)據(jù)顯示：鑄錠單晶電池平均效率已達21.85%，距離業(yè)內(nèi)平均P型直拉單晶PERC電池效率僅差0.3%，而成本則低10%，同時單臺爐子產(chǎn)能較單晶爐提升一倍。

 
在全行業(yè)都在向“平價上網(wǎng)”進行最后沖刺的當(dāng)下，任何能夠降本增效的技術(shù)，都牽動著產(chǎn)業(yè)敏感的神經(jīng)，何況鑄錠單晶技術(shù)是從基礎(chǔ)材料上作出改變的“本質(zhì)”變化。

 
鑄錠單晶是利用單晶硅為籽晶，通過鑄錠爐生長的鑄造單晶，這項技術(shù)并不算是新工藝，也不是協(xié)鑫首創(chuàng)。在2010年前后引起了一段時間的熱潮，以鳳凰光伏為代表的一批企業(yè)開始大規(guī)模推廣鑄錠單晶技術(shù)，市場上又將其稱為“類單晶”技術(shù)。

 
但在當(dāng)時，單晶本身市場份額就很小，同時組件價格也遠較現(xiàn)在高，因此類單晶技術(shù)帶來的成本下降和相比多晶帶來的效率提升并沒有引起行業(yè)特別重視，同時鑄錠單晶在當(dāng)時不夠成熟，高效分布也就是可以用作單晶的比率較低，不超過30%，整錠能用的硅片不多。

 
而當(dāng)時又沒有黑硅技術(shù)，單晶多晶設(shè)備不同，對于同時具有單多晶特征的中間層，沒有辦法處理。

 
爾后，2011年光伏產(chǎn)業(yè)“寒冬”隨即而來，許多企業(yè)在生存壓力下也沒辦法繼續(xù)研發(fā)，鑄錠單晶技術(shù)進展因而停滯。

 
隨著中國政府制定了光伏發(fā)展政策，市場回暖，協(xié)鑫、晶科、旭陽雷迪等企業(yè)又在持續(xù)推動這項降本技術(shù)的發(fā)展。賽維LDK、阿特斯、榮德、環(huán)太完成了前期的技術(shù)儲備。不完全統(tǒng)計，至少20家鑄錠廠家已經(jīng)或準備開啟鑄造單晶的生產(chǎn)，技術(shù)交流活躍。中國科學(xué)院院士、硅材料國家重點實驗室主任楊德仁在《鑄造單晶硅材料的生長和缺陷控制》報告中指出，鑄錠單晶將在今后的一兩年開始大規(guī)模應(yīng)用，成為對市場有重大影響的差異化產(chǎn)品。

 
根據(jù)協(xié)鑫集成公布的最新進展，鑄錠單晶拖尾、EL、光衰以及三類片的分布等問題已經(jīng)逐步解決，尾部低效的分布大量減少，高效分布比例可達70%以上。成功的關(guān)鍵在于采用了新的籽晶鋪設(shè)方式以及獨創(chuàng)的鋪設(shè)晶向。近期楊德仁院士在報告中對技術(shù)進步給予了肯定。

三分天下

鑄錠、區(qū)熔挑戰(zhàn)直拉單晶地位

近年來直拉單晶增長迅猛，從2016年19%增長至2018年的46%，根據(jù)分析機構(gòu)PV InfoLink預(yù)測，到2023年，單晶組件市場份額將達到71%，占三分之二強。而從鑄錠單晶的發(fā)展趨勢來看，單晶系所占的比例可能會更加“激進”，除保留多晶黑硅和薄膜一部分市場之外，更多開展進一步細分技術(shù)領(lǐng)域的PK。

除鑄錠單晶向直拉單晶發(fā)起挑戰(zhàn)外，光伏產(chǎn)業(yè)越來越激烈的高效電池軍備競賽也對硅片材料提出了新要求。能做到更高效率和減少衰減的區(qū)熔單晶也會在未來加入“戰(zhàn)團”，夾擊直拉單晶。

 
在一段時間內(nèi)，技術(shù)路線之爭從來都是只有一位王者勝出，其它路線或許存在，但卻要忍受失敗者去瓜分二八定律中的“二”，占據(jù)小部分利潤。

 
相比常規(guī)單晶技術(shù)，結(jié)合協(xié)鑫公布的鑫單晶數(shù)據(jù)，鑄錠單晶有幾個優(yōu)勢：

1、成本優(yōu)勢。根據(jù)協(xié)鑫集成發(fā)布的一份報告，鑫單晶比直拉單晶成本每片降低0.4元。但應(yīng)該指出的是，隨著電池效率上升、組件價格下降在電站投資中占比減少、配套高效技術(shù)疊加效應(yīng)等綜合因素，因此在業(yè)主選擇組件時應(yīng)該綜合考慮整體BOS成本和最終的LCOE成本，所以除此之外，接下來還要再分析鑄錠單晶組件的實際發(fā)電能力相對直拉單晶如何。以常規(guī)多晶組件為例，生產(chǎn)工藝較單晶更為復(fù)雜，除了原材料能降低成本之外，其它環(huán)節(jié)都或持平或略高于直拉單晶組件，因此轉(zhuǎn)向黑硅做高效已經(jīng)成了唯一出路。

2、鑄錠單晶組件采光面積更大，相比直拉單晶電池片八角結(jié)構(gòu)，正方形的鑄錠單晶可以充分利用組件表面積，以158.75mm的硅片尺寸為例，比211圓棒，帶倒角的158.75單晶硅片增加0.8%的受光面積，比156mm硅片大2%。

3、但直拉單晶還面臨著衰減的問題，目前業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的單晶企業(yè)宣布單晶PERC電池可以通過鍍嫁等工藝控制首年衰減小于2%。而鑄錠單晶則因其工藝，衰減和多晶相似，含氧量比單晶低40%左右，比直拉單晶低0.5%以上。這里是根據(jù)協(xié)鑫公布的數(shù)據(jù)做的測算，據(jù)協(xié)鑫公司，公司正在做實證基地進行比較，未來有數(shù)據(jù)積累時將定期放出對比數(shù)據(jù)。