1月9日下午，由亞洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、保利協(xié)鑫能源控股有限公司聯(lián)合主辦的第四屆光伏產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新合作高峰論壇在蘇州舉行。阿特斯陽光電力集團(tuán)有限公司技術(shù)集成部高級總監(jiān)王栩生博士應(yīng)邀在會(huì)上作《高效多晶技術(shù)與戰(zhàn)略》主旨報(bào)告。


王栩生博士主要觀點(diǎn)認(rèn)為：

·從砂漿切片到金剛線切片，單刀切割時(shí)間7—9小時(shí)降到1—2小時(shí)，切片成本有7毛錢左右的下降。

·因?yàn)閷?dǎo)入單面制絨，2018年，阿特斯黑硅產(chǎn)能從4.5GW到7.2GW，增長幅度很大。有20個(gè)主流的廠家和阿特斯一起做黑硅，全國近200條黑硅線，這對整個(gè)行業(yè)是有益的。

·黑硅有效控制了J02這一參數(shù)，弱光效應(yīng)更好。全天的發(fā)電時(shí)段中，清晨和傍晚，黑硅發(fā)電更好一些。

·在多晶黑硅的基礎(chǔ)上疊加了PERC，是一個(gè)1+1大于2的組合。在組件工藝上面，約有15瓦左右的提升。

·單晶LeTID如果控制不好的話，比多晶更嚴(yán)重。

·鑄錠單晶效率將達(dá)到22%。

·金剛線切割、黑硅、PERC、雙面組件等技術(shù)是降本增效、促進(jìn)平價(jià)上網(wǎng)的有力武器。

以下為現(xiàn)場速記內(nèi)容：

感謝主辦方的邀請，我代表阿特斯做高效多晶技術(shù)與戰(zhàn)略方面的報(bào)告。


內(nèi)容三部分，第一個(gè)是公司簡介。


然后講講多晶P3—P4—P5的技術(shù)發(fā)展路線。


講阿特斯的P3之前，還是講一下金剛線切片和砂漿切片的區(qū)別，2016—2017年，從砂漿切片到金剛線切片，帶來的好處顯而易見，單刀切割時(shí)間7—9小時(shí)降到1—2小時(shí)，硅的Kerfloss從48%到33%，COD大幅度下降，切片成本有7毛錢左右的下降。


但是金剛線切片并未應(yīng)用起來，主要是電池端缺乏制絨的技術(shù)，阿特斯剛好內(nèi)部從2012年開始量產(chǎn)一個(gè)濕法黑硅，這兩者剛好可以完美匹配起來，可以看到阿特斯的切片2016—2017年有較大的發(fā)展，從原先大概只有幾百個(gè)兆瓦到2017年4個(gè)吉瓦，到2018年拓展到5個(gè)吉瓦，所以金剛線切片硅片和高效率電池是捆綁在一起的。


阿特斯的黑硅是2009年在內(nèi)部做研發(fā)項(xiàng)目啟動(dòng)，2012年在實(shí)驗(yàn)室有一定規(guī)模的摸索研究，2013年中試線試產(chǎn)，2014年量產(chǎn)，2015年拿到了中國原創(chuàng)技術(shù)獎(jiǎng)，2017年達(dá)到吉瓦水平。


前年，阿特斯所有的電池產(chǎn)能都轉(zhuǎn)化為黑硅的產(chǎn)能，這是從量產(chǎn)一開始，電池效率爬坡的過程圖，現(xiàn)在好的線做到19.35%多晶電池效率。產(chǎn)能也是有了發(fā)展，2018年黑硅產(chǎn)能從4.5GW到7.2GW，這是因?yàn)閷?dǎo)入單面制絨，產(chǎn)能增長。電池產(chǎn)能沒有這么大，實(shí)際上制絨產(chǎn)能是有富余的。


阿特斯以后，有很多的廠家來做黑硅技術(shù)，這是好的事情，對整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)是有益的。初步統(tǒng)計(jì)了一下，有20個(gè)主流的廠家跟隨阿特斯做黑硅，阿特斯的黑硅是依托于我們自己合作的廠家深度定制了設(shè)備，現(xiàn)在市面上有9個(gè)廠家可以提供類似于黑硅的設(shè)備，生產(chǎn)線194條，這一數(shù)據(jù)可能不完全準(zhǔn)確，因?yàn)檫@是幾個(gè)月前統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)。


黑硅上面實(shí)際上又有了單面制絨的技術(shù)，這是2017年底所做的，2018年全面推廣。單面制絨有效降低了化學(xué)品的消耗，還有純水的消耗，這對工藝的推廣是非常有益的。


游達(dá)博士剛才引進(jìn)了這樣一個(gè)數(shù)據(jù)，就是多晶P3在戶外發(fā)電的實(shí)際情況。在實(shí)際的戶外發(fā)電中，黑硅還是有1%—1.5%的發(fā)電優(yōu)勢。我們將這個(gè)歸功于在電池端有一個(gè)參數(shù)叫J02，黑硅有效控制了J02這一參數(shù)，J02越小，電池的弱光效應(yīng)越好，到組件端也有更好的弱光。全天的發(fā)電中，清晨和傍晚，黑硅發(fā)電更好一些。黑硅優(yōu)先腐蝕了缺陷處，把一些雜質(zhì)蓋掉，就把J02改善了，這是黑硅發(fā)電的優(yōu)勢所在。


過去阿特斯也提出過，黑硅不應(yīng)該都用于多晶上面，也可以在單晶和鑄錠單晶，拓展到多晶上面，鑄錠單晶就能拿下來，最后把黑硅做成一個(gè)通用的技術(shù)。提出來并不容易做到，阿特斯做了一些探索性的工作，后面會(huì)介紹一下。


在P3以后，阿特斯又做了P4，這個(gè)就是在多晶黑硅的基礎(chǔ)上疊加了PERC，我們認(rèn)為這是一個(gè)1+1大于2的組合，實(shí)際上我們量產(chǎn)效率做到20.4%—20.5%。在組件工藝上面，大概也有15瓦左右的提升，這也是相比較而言。


多晶PERC主要在衰減方面，原來是PERC之前LID，然后后來有LeTID出來，這代表高溫衰減，長達(dá)幾年的高溫衰減時(shí)間。衰減機(jī)制尚未明確，現(xiàn)在有很多的模型出來，但是并未有一個(gè)明確的模型讓大家知道。還有高溫過程加速衰減，LeTID是單晶、多晶都通吃。那這里如何解決LeTID的問題，從硅片到電池都要做一系列的工作。


阿特斯是LID的測試，連續(xù)戶外9個(gè)月沒問題，在LeTID做了測試，目前來說也是沒有問題的。


這里面我們也可以參考一下2000個(gè)小時(shí)的LeTID的測試，相當(dāng)于在戶外要暴曬十個(gè)月左右的時(shí)間，這個(gè)結(jié)果更可信一些。


然后我們引入了第三方的結(jié)果，左邊的是澳洲的威爾士大學(xué)盲測了5個(gè)廠家，不同的廠家表現(xiàn)不同，有做得很好，也有做得比較差。右邊的是Fraunhofer測的結(jié)果，測了3個(gè)多晶，6個(gè)單晶，3個(gè)多晶少于2%，6個(gè)單晶有5個(gè)超出了2%，所以我們有一個(gè)結(jié)論，單晶控制不好，LeTID比多晶更嚴(yán)重。


在多晶PERC做好的基礎(chǔ)上，我們也可以做雙面電池。PERC用鋁柵線結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)雙面電池，在PERC電池做雙面還是比較容易的事情，這里面我也做了一個(gè)簡單的比較。


那剛才說到做到20.5%的效率，以后如何做進(jìn)一步的效率提升，在電池端還是有很多的技術(shù)做上去，選擇性發(fā)射極，雙面、熱氧。當(dāng)然如果有更高質(zhì)量的多晶硅片，那對于電池效率提升的幫助也是非常大的。在提升效率的同時(shí)，一定要去控制好衰減，我們想到的是硼氧等對它的影響。


那工藝怎樣提升，鑄造單晶。這是1979年，西方人實(shí)現(xiàn)了這樣一個(gè)技術(shù)。第一個(gè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是2010年，國內(nèi)鑄錠公司風(fēng)風(fēng)火火進(jìn)行了量產(chǎn)。但是受制于三類片的問題，大概也就是兩年的時(shí)間，最后突然一下就沒有產(chǎn)品了。再次開發(fā)我們認(rèn)為是在2017年左右，通過鑄錠設(shè)備和相關(guān)工藝的突破，現(xiàn)在是可以實(shí)現(xiàn)整錠的鑄造單晶，又迎來了新的春天。


多晶P5說起來簡單，做起來困難，像熱場，如何控制頭部的缺陷，以及設(shè)備方面的開發(fā)，都有需要改進(jìn)的地方。這里面我羅列了一些地方，像長晶過程中如何控制它的速度、晶向等。在晶體問題解決了以后，整個(gè)的單晶面積表現(xiàn)如何，位錯(cuò)面積如何，是否有陰影，然后怎樣提升轉(zhuǎn)換效率，成本和多晶相比怎么樣，這才是多晶P5如何成功的關(guān)鍵。


P5以后，怎樣來處理，有兩個(gè)方法：如果都是單晶，顯然是可以拿堿制絨，理想的是都是單晶，但是現(xiàn)在拿到的并不都是，所以我們想到黑硅是否可以處理鑄錠單晶的硅片。這里面我羅列了一下，堿制絨沒有問題的，但是對于邊緣的A區(qū)和B區(qū)非全單晶，拿堿制絨可能帶來損失和外觀的問題，當(dāng)然還有籽晶的排布問題。我們設(shè)想以黑硅全部通吃，因?yàn)橛脙煞N方法會(huì)帶來困難，有的做堿制絨，有的做黑硅制絨，這對車間生產(chǎn)來說并不是好的狀態(tài)。


這是我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們拿到整錠的硅片做了PL的檢測，Q值還是比較好的，90%的Q值達(dá)到96.8%左右，說明電池效率不差。


當(dāng)時(shí)我們做了一批效率是21.3%左右，較常規(guī)單晶21.7%低0.4%，這個(gè)是大家都不加MMB，如果加了是水漲船高。我們內(nèi)部疊加了MMB，是可以達(dá)到21.9%，鑄錠單晶效率達(dá)到22%還是很有希望的。


這是阿特斯多晶技術(shù)路線演變，我把時(shí)間點(diǎn)去掉了，最早藍(lán)色的是多晶電池，紅色的是黑硅取代，在一個(gè)合適的時(shí)間點(diǎn)，PERC把非PERC取代掉，然后是我們的單晶逐步進(jìn)入生產(chǎn)線占有一定的比例，最后實(shí)現(xiàn)的全部都是PERC電池，不管是單晶的還是多晶的PERC。

從多晶到P3到P5，從普通的多晶到高效多晶，然后金剛線+黑硅，黑硅上面疊加PERC，然后在這一基礎(chǔ)上，又把硅片鑄錠為多晶和超高效的。我們定義為多晶技術(shù)，理想目標(biāo)是以多晶成本實(shí)現(xiàn)高效率。而這里面也是我們P3、P4、P5正好對應(yīng)三顆星、四顆星、五顆星，像P5我們認(rèn)為比較重要的就是設(shè)備、工藝還有電池組件的技術(shù)，希望2019年進(jìn)入這樣一個(gè)量產(chǎn)。最后看看電池路線圖，藍(lán)色是單晶，紅色是多晶，我們希望鑄錠單晶在未來的發(fā)展時(shí)間里面逐步向單晶靠攏，縮小這樣一個(gè)差距。電池效率上來以后，組件功率也是水漲船高，這也是阿特斯的組件，我們的功率涵蓋320—420瓦。


最后總結(jié)一下，我們認(rèn)為提到的金剛線切割、黑硅、PERC、雙面組件等技術(shù)是降本增效、促進(jìn)平價(jià)上網(wǎng)的有力武器。


阿特斯內(nèi)部是P3、P4、P5走下去，希望未來還有P6出來，我們認(rèn)為多晶是強(qiáng)有力的市場競爭者。

下圖是2018年1—9月份中國組件出口數(shù)據(jù)。


好像多晶占蠻高的比例，我還看到了10月份的出口數(shù)據(jù)，單晶27%，多晶72%，作為全球市場份額來說，多晶還是大頭，單晶還在成長，希望這兩個(gè)都是光伏行業(yè)的好兄弟，一起成長。