光伏龍頭硅片技術(shù)創(chuàng)新，助推行業(yè)發(fā)展

新華網(wǎng) · 2024-04-15 09:00:42

硅片創(chuàng)新“鮮有問津”是因為“耗時耗力難突破”。......

隆基綠能硅片新品上市，突破了光伏硅片技術(shù)創(chuàng)新的難題。

對于光伏這種科技制造型行業(yè)，創(chuàng)新是行業(yè)永遠(yuǎn)不變的主旋律。然而，縱觀近幾年光伏創(chuàng)新的成績，絕大部分集中在電池效率提升和組件功率的提升上，這里面既包括TOPCon、HJT、BC等電池技術(shù)的創(chuàng)新突破和大規(guī)模運(yùn)用，也包括組件尺寸變化、功率提升。然而，作為光伏行業(yè)的基底——硅片，它的技術(shù)創(chuàng)新鮮有人“問津”。近日，隆基綠能硅片新品上市，引起了行業(yè)震動。

光伏硅片“耗時耗力難突破”

硅片創(chuàng)新“鮮有問津”的原因在“耗時耗力難突破”這七個字上。光伏硅片的技術(shù)含量較高，涉及到材料科學(xué)、化學(xué)工程、電子工程等多個領(lǐng)域。要實現(xiàn)硅片性能的突破，首先需要克服材料的物理特性、制備工藝等難題，需要投入大量的科研人力和物力，一旦選錯技術(shù)研發(fā)突破路徑，勢必造成研發(fā)成本的直線上升。

過去的十五年，單晶技術(shù)的加速沖刺式發(fā)展，將單晶硅片的非硅成本飛速降低了90%，單晶快速地代替了多晶路線，成為光伏的平價高品質(zhì)材料。

光伏硅片的制造過程涉及到多個工藝步驟，包括晶體生長、切方滾磨、薄片切割、清洗加工等工序。每個步驟都需要更高的工藝控制和更精密的加工設(shè)備，這對硅片廠商新技術(shù)的規(guī)?；a(chǎn)提出了較高的要求。硅片廠商和設(shè)備廠商需要深度合作，創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)、改良硅片制造設(shè)備，將規(guī)?；a(chǎn)成本控制在市場可接受的范圍內(nèi)，從而將實驗室的成果快速轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，從而量產(chǎn)推廣，這需要快速且可行的方案。

同時，光伏硅片的生產(chǎn)成本占整個光伏系統(tǒng)成本的比重較大，市場上的價格競爭非常激烈，降低成本是光伏硅片創(chuàng)新的重要挑戰(zhàn)之一。尤其是2021年中下旬硅料開始漲價，倒逼硅片廠商在降本增效上做文章，諸多廠商在硅片的厚度、尺寸上做起了文章。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會（CPIA）統(tǒng)計，2020年，P型單晶硅片平均厚度為175μm，N型硅片平均厚度為168μm；2021年，P型單晶硅片平均厚度降至170μm，N型硅片平均厚度降至160μm。此外，硅片大尺寸化降低了全產(chǎn)業(yè)鏈成本。根據(jù)行業(yè)測算，以M10、G12為例，相較M2，在電池環(huán)節(jié)非硅成本下降幅度分別達(dá)10.40%、21.73%，在組件環(huán)節(jié)非硅成本下降幅度分別達(dá)7.06%、10.17%。

然而，厚度越來越薄、尺寸越來越大的硅片，自身的風(fēng)險也在不斷加劇。厚度變薄后，硅片吸片及傳輸過程中，翹曲會更大，碰撞破碎的風(fēng)險也在加大；硅片越薄，硅片的斷裂強(qiáng)度越低，這些都會增加薄硅片的碎片風(fēng)險。例如140μm厚度的硅片相對比210μm厚度的硅片，斷裂強(qiáng)度降低約40%。在硅片薄片化時代來臨之際，市場對硅片的抗斷裂能力提出了更高的需求。

最后一點，市場的需求已經(jīng)發(fā)生變化——硅片“一招鮮吃遍天”的時代已經(jīng)過去。面對市場電池技術(shù)路線的百家齊放，以及不同電池廠商不斷在產(chǎn)線上的工藝突破和優(yōu)化，電池廠商渴望找到一款能夠匹配自身電池路徑的、定制的、品質(zhì)和一致性高的硅片：這種硅片能夠深度匹配電池廠商自身技術(shù)和生產(chǎn)加工特點。這需要硅片廠商在硅片研發(fā)的中后端就和電池廠進(jìn)行較為深度的合作，量身匹配、打造定制化的產(chǎn)品，以適應(yīng)目前TOPCon、HJT、BC不同電池技術(shù)的硅片需求，解決電池廠商精益化生產(chǎn)的需求，解決高效電池生產(chǎn)分布廣而需要區(qū)分處理的痛點，還要解決電池上下游組件廠商對于電池可靠性的擔(dān)憂。

敢挑重?fù)?dān)、敢啃硬骨頭

3月底，百位技術(shù)工程師歷時3年潛心研發(fā)的隆基綠能泰睿硅片新品面世，實現(xiàn)了近十年來光伏硅片未有實質(zhì)性創(chuàng)新的突破。硅棒因為制備的原因，每個部分的電阻率是有差異的，直接帶來的影響是切出來的硅片品質(zhì)有高低之分。一般來說，拉出來的硅棒越長，頭尾的電阻率差異越大，而硅片電阻率是影響提升光伏電池效率的主要因素之一。隆基綠能這次新發(fā)布的泰睿硅片實現(xiàn)了軸向電阻分布一致，可在棒長一致的情況下，把硅棒頭尾電阻率比值從3倍縮短到1.5倍以內(nèi)。換句簡單的話說，電池廠使用隆基泰睿硅片，可以制作出更多高品質(zhì)、高效率電池。

影響光伏電池效率的還有硅片的金屬雜質(zhì)。硅片金屬雜質(zhì)剔除得越干凈，電池效率提升的潛能越大。隆基綠能這次通過晶格分析，降低了金屬雜質(zhì)的遷移活化，在電池自帶或者額外的吸雜工藝下，極大地提高了電池效率提升的潛能。

除了光電性能跨越式突破，隆基泰睿硅片還有個“金剛身”。相比現(xiàn)在市場上的常規(guī)硅片，隆基泰睿硅片彎曲強(qiáng)度提升16%，抗斷裂能力更強(qiáng)，制造環(huán)節(jié)的碎片率有望大幅下降。

這次隆基綠能一改行業(yè)“做啥飯吃啥菜”的老做法，實現(xiàn)客戶“點菜”和“私人訂制”服務(wù)。泰睿硅片可以和客戶的生產(chǎn)工藝進(jìn)行深度適配，根據(jù)客戶不同的電池技術(shù)路線、差異化需求，提供定制、調(diào)整和驗證服務(wù)，幫助客戶實現(xiàn)使用隆基泰睿硅片的最佳效益，解決波動問題。

可以說，隆基綠能這次推出的泰睿硅片，不僅自身素質(zhì)高，而且還為電池廠補(bǔ)齊了前端研發(fā)的短板，為電池廠主動提供適配定制服務(wù)，幫助電池廠提升電池效率，這對電池及組件廠商是一個極大的利好，更是改變了行業(yè)供需關(guān)系的底層邏輯，做到一切以解決客戶痛點為導(dǎo)向研發(fā)新品、提供服務(wù)。這是隆基綠能向行業(yè)交出的一份如何穿越本輪產(chǎn)能過剩周期的答卷。

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