降本提效是光伏從業(yè)者孜孜不倦的追求。在硅片端，金剛線切片技術(shù)已展現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì)。單晶硅片憑借金剛線切割技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，制造成本大幅降低，多晶市場(chǎng)由此受到擠壓，使得多晶硅片降本壓力進(jìn)一步增大。

 

然而，多晶硅片在使用金剛線切割時(shí)，經(jīng)過(guò)常規(guī)制絨工藝后，表面反射率更高并有明顯的線痕等外觀缺陷，嚴(yán)重降低電池效率，阻礙了金剛線切多晶硅片的大規(guī)模推廣。因此，目前金剛線用于多晶硅片切割的主要障礙在于電池制絨工藝的匹配。

 

在此背景下，黑硅技術(shù)又煥發(fā)了新的活力。黑硅技術(shù)在常規(guī)的酸制絨后，又增加一道表面制絨工藝，從而解決了金剛線切多晶硅片的反射率過(guò)高問(wèn)題。由于表面反射率的降低，硅片光吸收能力提升，還能附帶一定電池效率的提升。因此，金剛線切多晶硅片搭配黑硅技術(shù)的工藝，既能降低硅片成本又能提升電池效率，是多晶電池繼續(xù)進(jìn)步的必由之路。

 

目前，金剛線切割多晶硅片制絨主要技術(shù)路線包括黑硅技術(shù)和添加劑直接制絨技術(shù)，其中黑硅技術(shù)包括干法黑硅和濕法黑硅兩種。不同技術(shù)路線對(duì)比如下表所示。

 

 

——干法黑硅技術(shù)及最新進(jìn)展

 

干法黑硅技術(shù)工藝穩(wěn)定成熟，絨面結(jié)構(gòu)均勻，效率提升最高，但需要新增成本較高的設(shè)備和工序。受限于設(shè)備的高資本支出，干法黑硅目前主要在部分一線電池廠家實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，如晶澳、晶科、協(xié)鑫集成、中節(jié)能等，仍有繼續(xù)發(fā)展的市場(chǎng)空間。

 

晶澳是全球首家大規(guī)模量產(chǎn)干法黑硅技術(shù)電池的企業(yè)。晶澳高效多晶黑硅組件RIECIUM，電池平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)19%，60片黑硅電池組件功率集中在270W以上；晶科能源于 2016 年一季度推出了干法金剛線切黑硅產(chǎn)品——多晶 Eagle Black 系列組件，黑硅電池平均效率達(dá)19.2%，60片和72片電池組件最大輸出功率分別達(dá)280W和 330W；2016 年 11 月，中節(jié)能太陽(yáng)能鎮(zhèn)江公司宣布，其采用 PERC+RIE 黑硅技術(shù)的高效多晶電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，平均轉(zhuǎn)換效率突破 20%大關(guān)，多晶組件功率超過(guò) 285W。

 

2017年4月，干法黑硅設(shè)備制造商比太科技發(fā)布第四代RIE干法黑硅量產(chǎn)設(shè)備Tysol-4000。該設(shè)備產(chǎn)能可達(dá)4000片/小時(shí)，量產(chǎn)CoO成本0.10元/片左右，設(shè)備稼動(dòng)率達(dá)到98%，電池量產(chǎn)效率平均可提高0.6%以上。據(jù)悉，比太科技干法黑硅設(shè)備出貨量已超過(guò)1GW。

 

2017年8月，協(xié)鑫集成自主研發(fā)的干法黑硅多晶PERC電池平均量產(chǎn)效率超過(guò)20.3%，最高效率達(dá)到20.8%。協(xié)鑫集成今年將朝著量產(chǎn)平均效率突破20.5%、最高效率20.8%-21%的更高目標(biāo)挺進(jìn)，不斷突破、挑戰(zhàn)極限。

 

——濕法黑硅技術(shù)及最新進(jìn)展

 

相比干法黑硅技術(shù)，濕法黑硅技術(shù)新增成本支出相對(duì)較小，可實(shí)現(xiàn)0.3-0.5%的效率提升。但該工藝采用槽式技術(shù)，與現(xiàn)有鏈?zhǔn)郊夹g(shù)兼容性差，而且需要面臨含銀廢酸的處理和地方政府環(huán)保管控問(wèn)題。濕法黑硅技術(shù)的代表企業(yè)有阿特斯、保利協(xié)鑫、比亞迪、蘇美達(dá)等。

 

阿特斯早在2009年開(kāi)始濕法黑硅技術(shù)項(xiàng)目調(diào)研立項(xiàng)， 2014年成功將該技術(shù)推廣到生產(chǎn)線，在世界上首次實(shí)現(xiàn)濕法黑硅技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。目前，阿特斯量產(chǎn)黑硅電池平均效率超過(guò)19%，較常規(guī)多晶電池效率提升0.45%，黑硅組件輸出功率提升4W。2017年底，阿特斯將具備4GW濕法黑硅產(chǎn)能。

 

2016 年 7 月，蘇美達(dá)能源控股有限公司宣布，與江蘇中宇光伏科技有限公司共同出資設(shè)立合資企業(yè)徐州中輝光伏科技有限公司，攜手發(fā)展?jié)穹ê诠杓夹g(shù)。2017年，蘇美達(dá)輝倫自主研發(fā)的黑硅電池片新工藝——《一種多晶硅表面倒金字塔結(jié)構(gòu)及其制備方法》獲得了發(fā)明專利，該多晶硅倒金字塔陷光結(jié)構(gòu)可降低表面復(fù)合，使得太陽(yáng)電池具備更高效率。此外，蘇美達(dá)輝倫(Phono Solar)計(jì)劃于年內(nèi)推出基于“黑硅+MWT”的復(fù)合高性能光伏組件。

 

2017年2月，協(xié)鑫集成多晶濕法黑硅PERC電池開(kāi)始量產(chǎn)，濕法黑硅PERC電池平均效率已達(dá)到20%，單片最高效率達(dá)到20.5%。在黑硅技術(shù)產(chǎn)業(yè)化路線選擇上，協(xié)鑫集成執(zhí)行多頭并進(jìn)的電池及組件產(chǎn)品路線，2017年將有1.2GW黑硅電池全面投產(chǎn)。

 

2017年3月，中節(jié)能太陽(yáng)能與德國(guó)RCT光伏科技公司就濕法黑硅技術(shù)簽署合作開(kāi)發(fā)協(xié)議。雙方就共同在RCT設(shè)備上開(kāi)發(fā)濕法黑硅產(chǎn)業(yè)化工藝達(dá)成合作，通過(guò)合作能夠較快的推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降本增效。

 

除了電池片企業(yè)外，硅片企業(yè)為了加速推進(jìn)金剛線切多晶的推廣應(yīng)用，也積極布局并導(dǎo)入黑硅技術(shù)。保利協(xié)鑫于2016年11月發(fā)布了TS 系列濕法黑硅片。該黑硅片表面均勻，擁有“完美”的電池外觀，在電池端可實(shí)現(xiàn)0.3%-0.4%左右的效率增益。保利協(xié)鑫表示，其愿意與下游電池客戶無(wú)償分享該技術(shù)方案。截至2017年7月底，保利協(xié)鑫已銷售黑硅片超過(guò)1300萬(wàn)片，2017年底其揚(yáng)州2GW黑硅基地將按計(jì)劃投產(chǎn)。

 

——添加劑直接制絨技術(shù)及最新進(jìn)展

 

相比黑硅技術(shù)，添加劑直接制絨技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)是工藝簡(jiǎn)單，幾乎不需額外成本支出，但該技術(shù)會(huì)產(chǎn)生外觀晶花問(wèn)題，且制絨后反射率依然較高，電池效率沒(méi)有提升，甚至?xí)a(chǎn)生效率損失，因此技術(shù)工藝有待進(jìn)一步的提升。由于添加劑直接制絨技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，搭配金剛線切多晶硅片可降低生產(chǎn)成本，有利于推動(dòng)金剛線切割多晶硅片的應(yīng)用。因此該方法在2017年得到大規(guī)模應(yīng)用。

 

可以看出，以上三種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體的選擇還需要市場(chǎng)進(jìn)一步的驗(yàn)證。從目前行業(yè)進(jìn)展來(lái)看，各種方法仍處于共同發(fā)展階段。亞化咨詢認(rèn)為，濕法黑硅技術(shù)用相對(duì)較低的投入成本，可較好的解決金剛線多晶絨面難題，能有效提升電池效率及組件輸出功率，使得濕法黑硅技術(shù)具有較大的市場(chǎng)潛力。隨著濕法技術(shù)工藝及設(shè)備的不斷改進(jìn)，該技術(shù)有望在2018年實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。