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單晶硅片的快速應(yīng)用有目共睹，在此推動下，光伏行業(yè)正在經(jīng)歷飛速技術(shù)變革。在硅片技術(shù)轉(zhuǎn)型期，出現(xiàn)了向包括p型和n型單晶硅片在內(nèi)的大尺寸硅片的轉(zhuǎn)變，而人們對此則不甚了解。

多年來，太陽能行業(yè)正在經(jīng)歷重大的技術(shù)變革，特別是向PERC（鈍化發(fā)射極背面電池）的轉(zhuǎn)變以及最近從多晶硅片向單晶的轉(zhuǎn)移。

由于這些發(fā)展，讓采用高效p型單晶PERC、雙面電池、半切和疊瓦技術(shù)的組件開始了大規(guī)模生產(chǎn)，這些技術(shù)可為雙玻、多柵線和半切組件配置所用。所有這些都在將高效產(chǎn)品推向主流批量生產(chǎn)市場。

各種n型電池（例如nPERT和選擇性發(fā)射極）以及異質(zhì)結(jié)（HJT）技術(shù)已經(jīng)逐步在市場上找到了立足點，這不僅僅是因為向可以降低總生產(chǎn)成本的硅片尺寸的轉(zhuǎn)變。

實際上，SunPower最新的NGT（下一代技術(shù)）IBC（叉指背接觸）電池技術(shù)中的很大一部分將為S-series組件供電，這是向更大的n型硅片的轉(zhuǎn)變。這也是LG電子公司的發(fā)展方向。

傳統(tǒng)上，2010年之前的單晶硅硅片被歸為125mm×125mm寬的（164mm硅錠直徑）小尺寸硅片，僅有少量156mm×156mm（200mm硅錠直徑）硅片。在領(lǐng)軍公司使用300mm直徑鑄錠之前，這一直是半導(dǎo)體行業(yè)中占主導(dǎo)地位的鑄錠尺寸。

隆基樂葉產(chǎn)品營銷總監(jiān)王夢松向PV Tech表示，硅片尺寸的變化比許多人認為的都要快。

“是的，這種趨勢正在出現(xiàn)。僅在十年前，幾乎所有的單晶硅片都是125mm。幾年后，一些生產(chǎn)商開始供應(yīng)156mm硅片，基本完成過渡可能需要兩至三年時間。2014年之前已經(jīng)開始向156mm硅片過渡了。出現(xiàn)這種變化的原因是總體產(chǎn)能要遠低于多晶，因而硅片尺寸要小得多，生產(chǎn)成本要高得多。這是推動所有電池生產(chǎn)商轉(zhuǎn)向更大尺寸硅片的因素。”

2010年之后，156mm x 156mm硅片越來越成為p型單晶和多晶硅片的流行選擇（每瓦成本更低）。由于生產(chǎn)成本較低，至2014年，125mm x 125mm P型硅片幾乎從市場上消失了，只有一些使用了125mm x 125mm n型硅片的IBC和HJT電池。由于屬性小眾，大尺寸p型技術(shù)的投資滯后。

2013年年底，多家中國硅片生產(chǎn)商（隆基、中環(huán)、晶龍、陽光能源和Comtec）聯(lián)合發(fā)布了（M2）156.75 x 156.75p型單晶硅片（205mm直徑硅錠）和（M2）156.75 x 156.75p型單晶硅片（210mm直徑硅錠）的標準。

在不增加60片電池組件整體尺寸的前提下，M2硅片可以將組件功率提升至5Wp以上，顯著提高了每瓦競爭成本，從而迅速成為主流并將這種狀態(tài)保持了數(shù)年之久。

在此期間，市面上還有一些（M4）161.7mm x 161.6mm（直徑211mm硅錠）的硅片，面積比M2大5.7％，這些硅片主要用于n型雙面組件。

2016年，大批量生產(chǎn)開始從156mm x 156mm向156.75mm x156.75mm轉(zhuǎn)變。根據(jù)ITRPV于2019年進行的調(diào)查，人們認為舊的6”產(chǎn)品（156mm x 156mm）將于2019年年底完全從市面上消失。

然而，向新的、更大的"標準”硅片尺寸的過渡將困難重重，因為這一過渡將在相近的基礎(chǔ)上對電池/組件轉(zhuǎn)換效率進行比較。

隆基和晶科能源等主要光伏組件制造商正在提升單晶硅片產(chǎn)能，這是與大型硅片生產(chǎn)兼容的，行業(yè)的轉(zhuǎn)型速度超出預(yù)期。預(yù)計多晶硅片尺寸會出現(xiàn)相同的發(fā)展趨勢。大規(guī)模生產(chǎn)中的主導(dǎo)尺寸為156.75 x 156.75，但根據(jù)ITRPV 2019年的報告，大規(guī)模生產(chǎn)中也會出現(xiàn)其他尺寸，例如157 x 157，甚至更大的158.75 x 158.75，這可能成為未來數(shù)年的標準。

包括166mm x 166mm在內(nèi)的較大尺寸產(chǎn)品預(yù)計將于某些時候投入生產(chǎn)，會在未來10年獲得15％的市場份額。最新的ITRPV調(diào)查不排除出現(xiàn)更大尺寸產(chǎn)品的可能性。

這很可能是由于2018年下半年加劇的市場競爭造成的。彼時，中國根據(jù)“531新政”削弱了對公用事業(yè)和分布式發(fā)電市場的支持機制。

“2018年下半年間，出于市場需要，客戶們提出了400Wp組件更高功率輸出的需求。在如此短的時間內(nèi)，很難在電池層面上實現(xiàn)，而改變硅片尺寸并轉(zhuǎn)向半切電池被視為達到400Wp的最佳選擇。"

然而，一些制造商們對于更大的硅片尺寸，例如157.4mm、158.75mm和161.7mm，應(yīng)該有自己的想法。LG和Q CELLS等韓國公司為n型硅片電池選擇了這些尺寸的產(chǎn)品。因此，去年下半年，市場上存在著一些不確定性，我們與很多客戶進行了討論。我們發(fā)現(xiàn)，主要問題圍繞著對光伏項目平準化度電成本產(chǎn)生的影響。

市場需要時間來了解和學(xué)習(xí)下一次硅片轉(zhuǎn)型，特別是所說的雙面雙玻組件的組件尺寸和重量比對。在向稍大的組件尺寸發(fā)展時，需要考慮的一個關(guān)鍵因素是，組件仍然只需要兩個人來安裝，因此度電成本還會更低，BOS(平衡系統(tǒng))也是如此。

這也適用于電池制造，電池制造的每瓦成本也隨著漿料價格的下降而下降。由于資本支出需要花費在某些升級上，現(xiàn)有的電池和組件產(chǎn)能適應(yīng)更大的硅片尺寸可能有點困難，但新生產(chǎn)線不會面臨這種困境。“

現(xiàn)在的思路是希望通過擴大硅片尺寸進一步提高組件功率輸出，這將是確保產(chǎn)品競爭力的最便宜的途徑。

隆基表示，光伏制造商們評估的一條路線是，在不增加組件整體尺寸的前提下，采用M2硅片并繼續(xù)增加硅片寬度，令其達到157mm、157.25mm或157.4mm。

然而，建模表明，功率輸出的增長是有限的。其他因素，如對生產(chǎn)準確性的要求也會提高。此外，兼容性認證可能會受到影響（例如，未能滿足UL認證的爬電距離要求）。

隆基指出，另一種方法是遵循將硅片寬度從125mm增至156mm的路線，增加組件尺寸，例如158.75mm偽方形硅片或方形硅片（223mm直徑硅錠）。隆基表示，后者將硅片面積增加了約3％，從而將60片電池組件的功率提高了近10Wp。

隆基表示，n型組件制造商可能會選擇161.7mm M4硅片，而有些制造商計劃未來推出166mm硅片。

最大的單晶硅片生產(chǎn)商隆基選擇了166mm硅片，這并不令人驚訝，因為這顯然是與所有的標準水平擴散爐生產(chǎn)設(shè)備兼容的最大尺寸。一方面，由于電池和組件產(chǎn)能的提高，每瓦的折舊和人工將大大減少。另一方面，使用較大硅片的組件功率更高并能降低BOS成本，這反過來會降低系統(tǒng)總成本。

對于較大的硅片，由于p型單晶電池的負電阻損耗增加，對半切或多切電池的需求也有所增加。電池之間較小的電阻明顯提高了組件的功率輸出。

因此，對于p型單晶電池而言，只要使用了切片電池和其他電池-組件技術(shù)（例如疊瓦），那么電池就是越大越好。

“我們在SNEC推出了這種產(chǎn)品后，制造商們越來越認同下一個標準將是166mm M6硅片的觀點。我們還需要將下一個標準硅片推向市場。作為頭號單晶硅片生產(chǎn)商，我們有這個責任。"王夢松說到。

從隆基的角度而言，大約需要半年時間才能實現(xiàn)組件使用M6硅片的過渡，也許需要一年時間才能讓行業(yè)轉(zhuǎn)向M6硅片，這是盡快轉(zhuǎn)型的極佳動力。

原標題：為什么要增大單晶硅片尺寸?