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硅片薄片化，在有效減少硅材料消耗的同時，硅片薄片化所展現(xiàn)出的柔韌性也給電池、組件端帶來了更多的可能性。硅片薄片化除了受切片環(huán)節(jié)設(shè)備、金剛線、工藝等的制約，也隨后道電池、組件技術(shù)的需求變化，如：異質(zhì)結(jié)電池（HIT）的對稱結(jié)構(gòu)、低溫或無應(yīng)力制程完全可以適應(yīng)更薄的硅片，而且其效率不受厚度影響，即使減薄到100m左右，依賴超低表面復(fù)合，短路電流Isc的損失也可以通過開路電壓Voc得到補(bǔ)償。

目前，單晶硅片量產(chǎn)厚度在170~180m，陽光能源和部分企業(yè)已具備單晶140m的切割技術(shù)，在陽光能源和日本夏普合作的N型晶棒業(yè)務(wù)中，N型硅片實(shí)際厚度可以做到100-120m，韌性十足。預(yù)計未來硅片厚度如下圖所示：

在硅片尺寸方面，光伏硅片大尺寸化是降本增效的重要途徑，可以有效提升組件效率，降低制造及發(fā)電成本。2011年至2018年，硅片尺寸一直保持156mm及156.75mm兩種尺寸，為獲得更高組件功率以降低單位成本，2018年以來硅片尺寸逐漸呈現(xiàn)大尺寸化特點(diǎn)，根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會《光伏行業(yè)2020年回顧與2021年展望》統(tǒng)計，2019年市場仍以156.75mm尺寸硅片為主，份額占比約為61%，到2021年末，182mm及210mm尺寸硅片市場份額占比將達(dá)到50%，預(yù)計到2023年，182mm及210mm尺寸硅片市場份額占比將超過80%。目前，M10、G12及以上大硅片的切片產(chǎn)能嚴(yán)重不足，后續(xù)用于HJT、IBC等高效電池技術(shù)的N型超薄硅片的切片產(chǎn)能嚴(yán)重不足。

硅片大尺寸、薄片化將成為未來硅片的發(fā)展趨勢，對應(yīng)的硅片切割行業(yè)將會有巨大的增長空間。目前硅片切割主要以金剛線切割硅片，應(yīng)用于切割光伏硅片的金剛線的基線直徑在40～60m之間，基線直徑比人體頭發(fā)絲（80～90m）還要細(xì)；硅片厚度薄至170m（A4紙的厚度約為104m），若手持硅片抖動，硅片即可破碎；同時，硅片有多個嚴(yán)苛的表面質(zhì)量指標(biāo)。

在硅片切割過程中，金剛線網(wǎng)的線速度在4秒內(nèi)從靜止?fàn)顟B(tài)加速至2,400米/分鐘（折合144公里/小時），在2,400米/分鐘的線速度工況下持續(xù)運(yùn)行30秒后，在4秒內(nèi)從2,400米/分鐘減速至0米/分鐘；隨后反向加速至2,400米/分鐘，持續(xù)運(yùn)行30秒后，再減速至0米/分鐘；金剛線網(wǎng)如上往返高速運(yùn)動切割硅棒，一根硅棒切片通常耗時需60分鐘至70分鐘。在硅片切割過程中，金剛線的張力波動需控制在0.5牛頓以內(nèi)，否則金剛線容易斷線；金剛線的破斷拉力、線徑、切割能力等技術(shù)指標(biāo)需保持一致性，若破斷拉力偏小、線徑偏大、切割能力不足，在硅片切割過程中，極易發(fā)生斷線；若發(fā)生上述斷線情形，則可能損壞被切割物料或因重新布置線網(wǎng)而降低生產(chǎn)效率。硅片切割過程中，金剛線切片機(jī)多達(dá)300個部件需高精密協(xié)調(diào)配合工作，才能保證切片機(jī)高速、高精度、高穩(wěn)定性工作，進(jìn)而才能保證硅片的質(zhì)量及切割生產(chǎn)效率。

綜上，超薄硅片的切片加工是一項難度較高的精密加工過程，需高精密的切割設(shè)備、高質(zhì)量的金剛線及優(yōu)良的切割工藝才能保證硅片切割生產(chǎn)的高質(zhì)、高效、低成本，因此高精密的切割設(shè)備與高質(zhì)量的金剛線具有較高的研發(fā)及制造技術(shù)門檻。

原標(biāo)題：硅片趨勢及切割