UMG料源質(zhì)量未最佳化
2008年第3季,部分無低價長約料源支持的太陽能電池廠之平均料源成本每公斤高達250~300美元,但UMG僅約每公斤55~60美元,吸引許多太陽能廠投入測試相關(guān)產(chǎn)品開發(fā),Q-Cells即是布局最深的太陽能電池廠之一。
Q-Cells所推出的UMG多晶硅太陽能電池,轉(zhuǎn)換效率已達15~16%,與傳統(tǒng)多晶硅電池相當(dāng),最令人擔(dān)心的光衰退問題,也可控制在1%左右,在投入UMG產(chǎn)品研發(fā)的廠商中,技術(shù)居領(lǐng)先位置,大部分的廠商則僅是有測試,但基于技術(shù)與成本上考量無大規(guī)模采用,或是轉(zhuǎn)換效率較差,而以低于傳統(tǒng)多晶硅電池10%左右價格出售。
探究這些現(xiàn)象的原因,以UMG料源質(zhì)量尚未穩(wěn)定居首。由于UMG純化采用冶金技術(shù),在不改變硅材化性的狀況下,利用獨家技術(shù)將不純物去除,因此投入UMG料源的生產(chǎn),主要以鋼鐵或冶金級硅生產(chǎn)業(yè)者居多,這些技術(shù)尚未完全成熟,使得UMG純度與不純物的成分比重,也會因各家技術(shù)來源不同而產(chǎn)生差異。
現(xiàn)階段UMG應(yīng)用關(guān)鍵 需仰賴中下游客制化技術(shù)
種種上游料源的變異因子,使得下游硅晶圓、電池乃至于模塊業(yè)者,需要特殊程序來處理UMG。
大陸垂直整合型太陽能廠天合光能(Trina Solar)于2008年11月推出的UMG太陽能模塊產(chǎn)品,以MeSolar為銷售品牌,其于2008年第3季的財報中指出,UMG模塊的生產(chǎn),在非硅材的成本上,較傳統(tǒng)模塊的非硅材成本多出約20~30%。由于天合光能擁有從硅晶圓至太陽能模塊一貫的垂直整合產(chǎn)線,因此意味著在生產(chǎn)過程中,產(chǎn)業(yè)鏈各階段對UMG料源的處理上,都需要額外「工夫」來彌補先天料源上的限制。
從模塊的外觀上來看,UMG模塊與傳統(tǒng)多晶硅模塊比較,實在很難看得出差異,然而探究產(chǎn)業(yè)鏈整個生產(chǎn)過程,每個階段都需要導(dǎo)入特殊制程讓模塊產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn),因此每個產(chǎn)業(yè)鏈的中間產(chǎn)品,事實上都與標(biāo)準(zhǔn)模塊的生產(chǎn)有一定程度上的差異。
從硅晶圓生產(chǎn)的角度,在長晶過程中,雜質(zhì)會被慢慢推擠到硅鑄(ingot)的一端,含雜質(zhì)部分硅鑄就必須被舍棄,而根據(jù)硅材純度不同,被舍棄的比例就有差異,再者,切晶過程中,若含有雜質(zhì),也會造成硅材耗損,因此UMG硅晶圓生產(chǎn)過程中,單位硅材的消耗量,較傳統(tǒng)硅晶圓高。
另一項最大的差異來自于模塊廠,為解決UMG電池所產(chǎn)生的熱點(hot spot)問題,在模塊線路設(shè)計上,也會與傳統(tǒng)模塊不同,最后連帶的是模塊認證,都需要完全重新申請,因此模塊廠在考量開發(fā)UMG模塊上會顧慮更多,更何況目前還沒有1項UMG模塊產(chǎn)品,是經(jīng)過20年的實際使用測試,模塊廠需要扛下20年的保固,也是不確定的風(fēng)險之ㄧ。
種種因素考量,讓現(xiàn)階段UMG產(chǎn)品的應(yīng)用,在技術(shù)上,尚需仰賴中下游的客制化處理;在成本上,也增加20~30%不等的非硅材加工成本。
UMG短期普及受壓抑 長期發(fā)展仍有進步空間
當(dāng)然,在料源價格居高不下的時期,UMG料源成本的差異,足以讓中下游業(yè)者去承擔(dān)這增加的20~30%非硅材生產(chǎn)成本,且發(fā)展出專精于處理UMG料源的供應(yīng)鏈體系,而以低于傳統(tǒng)多晶硅模塊5~10%的價格銷售,仍然可以保有相當(dāng)?shù)拿?/P>
但是由于近來多晶硅現(xiàn)貨價格直直滑落,太陽能業(yè)者可自現(xiàn)貨市場取得質(zhì)量更高的料源,以標(biāo)準(zhǔn)制程生產(chǎn)傳統(tǒng)太陽能模塊,質(zhì)量較穩(wěn)定也有保障,相較于UMG產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,種種非標(biāo)準(zhǔn)制程所帶來的額外成本負擔(dān),這也是之所以當(dāng)下Q-Cells暫緩UMG產(chǎn)品導(dǎo)入的原因。
然而,UMG應(yīng)用并未就此泄了氣,隨者太陽光電市場長期的趨勢確立,追求低價的替代性料源仍然會是業(yè)界努力的方向。目前UMG生產(chǎn)成本約在每公斤30~35美元左右,僅較傳統(tǒng)料源大廠以西門子法生產(chǎn)之高純度多晶硅低約10%,生產(chǎn)成本隨量產(chǎn)技術(shù)的穩(wěn)定,仍然有大幅下降的空間,目標(biāo)每公斤10~15美元的生產(chǎn)成本,只是時間的問題。
另一個重要的因子便是質(zhì)量穩(wěn)定性與純度的提升,若能成功解決現(xiàn)階段這兩項不穩(wěn)定因素,便可不需要依賴中下游太陽能廠利用特有技術(shù)處理UMG模塊,因此,下階段UMG料源發(fā)展的目標(biāo),是要讓料源質(zhì)量控制在中下游太陽能廠以標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程就可以產(chǎn)出與傳統(tǒng)料源同樣等級的產(chǎn)品,UMG應(yīng)用才會有大量開啟的一天。
而那時,質(zhì)量不佳的新進多晶硅業(yè)者,將會是直接受到?jīng)_擊的對象。