硅片是光伏产业链中的核心材料,是电池片的关键基底,其品质决定电池片效率。硅片技术的革新和进步,推动光伏产业降本提质和更新迭代进程。近十多年来,电池片技术不断突破,硅片技术发展却“原地踏步”,只在尺寸大小上做文章,性能提升微乎其微,产品同质化越发明显。
硅片技术怎么创新,才能进一步促进下游光伏电池效率的提升?3月28日,隆基绿能正式对外发布泰睿硅片产品。银白色镭射光滑外表,薄厚如纸张且有一定延展性,看似和市面上的硅片并无二致,实际暗藏玄机。“根据截至目前的测试情况,新硅片产品应用在TOPCon、异质结、TBC、HBC电池片上,可促进电池片效率提升0.05%至0.1%左右。”隆基绿能硅片事业部研发中心产品研制总监王一淳说。
“硅片技术的发展和电池技术的发展密不可分,两者相互嵌套,相互依托,相互促进,从而带来更大的价值。”在王一淳看来,硅片技术的进步并不是尺寸、薄厚,而是应该从内部出发,脱胎换骨。
硅片由硅棒切片而来。对于单晶硅棒制备,一开始行业采用CZ技术,即单根提纯生长,一锅硅料经过高温、熔融、提纯后,制备出一根硅棒。用这种方法生产的硅棒头部品质最佳,尾部品质差。为减少相关成本,随后出现了RCZ技术,即多根提纯生长,这在某种程度上预示着在上一根制备完结后,继续在熔硅中重复加料,不断制备下一根硅棒,往复循环。随着投料量的不断加大,硅棒之间的品质差别也慢慢变得大。
品质的差别体现在电阻的分布。王一淳告诉《中国能源报》记者:“电阻率越集中,越靠近电池工艺的最佳电阻率要求,对应的电池效率越高。要提升效率,就要让硅片的电阻分布从宽变窄。如果把电阻率比作汽车的轮子,轮子大小尺寸不一、材质不一,就跑不快,轮子统一了才能跑得稳。”
常规的硅棒越长,头尾电阻率差异越大。“我们创新的目的是为了不缩短硅棒长度,同时让电阻分布更集中。新硅片产品所用硅棒可在棒长一致的情况下,实现轴向电阻率分布一致,产出硅棒头尾电阻率比值从3倍缩减至1.5倍以内。”王一淳说。
隆基绿能硅片事业部研发中心负责人邓浩表示:“这大大改善了组件明暗片问题。组件明暗片在视觉上是组件表面颜色不均匀,亮度不一致。这是由于转换效率不同的电池片混入同一个组件中。电池片开压较大则成像较亮,反之较暗。开压差异越大,明暗差异就越明显。电阻率差异的缩小同时让组件热斑风险也随之降低。”
“2017年入行以来,这是第一次看到硅片创新不再拘泥于尺寸、薄厚这些外部特点上。”
多位光伏从业者发出惊叹。不过,伴随而来的,还有是否与电池片相匹配的担忧。如今,光伏电池片环节正处于技术迭代期,新技术层出不穷,各种产品百花齐放,行业企业同台竞技。上述背景下,目前市场上有TOPCon、异质结、BC系列电池等各种电池品类。新硅片产品固然好,但能不能满足所有电池技术路线的要求呢?
“在研发之初,我们就把它当作是一种平台性技术来做的。”王一淳称,“新产品是一个系列产品,涵盖多种细分产品组合。还是用汽车轮胎类比,针对高山、雪地、公路等不同地形,我们就需要设计不同的轮胎来满足使用需求,轮胎的尺寸和材质也就各不相同。基于不同应用场景,选择合适的轮胎。硅片也一样,新硅片产品支持多种电池路线。不仅如此,还可以提供M10、G10-L、G12-R多种尺寸规格,同时覆盖110微米、120微米、130微米和140微米等厚度规格。”测试数据显示,相比常规硅片,泰睿硅片可促使电池片效率提升0.1%左右。
“拉晶切片这十几年的进步,不亚于马斯克在航空领域火箭回收技术的进步。”隆基绿能创始人、总裁李振国认为,光伏行业的快速发展,本质上在于度电成本的不断降低。降低成本,提升发电效率,永远是光伏行业的“第一性原理”。
“在过去十年时间里,生产一瓦组件的用电从1.2度下降至0.4度,切片成本从5—6元下降至0.3元左右。截至目前,中国光伏产业制造产能占全球80%以上,中国的努力已经使得全球光伏发电的成本下降了90%,我们十分自豪。”李振国说。
新硅片产品的发布恰好再一次体现了产业内企业对降本增效的追求。据透露,隆基绿能已经完成大量研发和系统专利布局,做好了全面生产的准备。“目前硅片产能可以全部切换为新技术产品。去年,泰睿硅片已实现小批量出货,接下来公司将尽快切换为新硅片产品,新硅片产品将面向光伏行业所有的电池片厂商。”邓浩表示,随着爬坡放量,新硅片成本可以做到与常规硅片成本持平甚至更低。根据规划,该硅片新品将于4月开启匹配验证,联合光伏电池企业进行工艺优化,预计6月开始批量导入。
硅片是光伏产业链中的核心材料,是电池片的关键基底,其品质决定电池片效率。硅片技术的革新和进步,推动光伏产业降本提质和更新迭代进程。近十多年来,电池片技术不断突破,硅片技术发展却“原地踏步”,只在尺寸大小上做文章,性能提升微乎其微,产品同质化越发明显。
硅片技术怎么创新,才能进一步促进下游光伏电池效率的提升?3月28日,隆基绿能正式对外发布泰睿硅片产品。银白色镭射光滑外表,薄厚如纸张且有一定延展性,看似和市面上的硅片并无二致,实际暗藏玄机。“根据截至目前的测试情况,新硅片产品应用在TOPCon、异质结、TBC、HBC电池片上,可促进电池片效率提升0.05%至0.1%左右。”隆基绿能硅片事业部研发中心产品研发总监王一淳说。
“硅片技术的发展和电池技术的发展密不可分,两者相互嵌套,相互依托,相互促进,从而带来更大的价值。”在王一淳看来,硅片技术的进步并不是尺寸、薄厚,而是应该从内部出发,脱胎换骨。
硅片由硅棒切片而来。对于单晶硅棒制备,一开始行业采用CZ技术,即单根提纯生长,一锅硅料经过高温、熔融、提纯后,制备出一根硅棒。用这种方法生产的硅棒头部品质最佳,尾部品质差。为降低成本,随后出现了RCZ技术,即多根提纯生长,这意味着在上一根制备完结后,继续在熔硅中重复加料,不断制备下一根硅棒,往复循环。随着投料量的不断加大,硅棒之间的品质差别也越来越大。
品质的差别体现在电阻的分布。王一淳告诉《中国能源报》记者:“电阻率越集中,越靠近电池工艺的最佳电阻率要求,对应的电池效率越高。要提升效率,就要让硅片的电阻分布从宽变窄。如果把电阻率比作汽车的轮子,轮子大小尺寸不一、材质不一,就跑不快,轮子统一了才能跑得稳。”
常规的硅棒越长,头尾电阻率差异越大。“我们创新的目的就为了不缩短硅棒长度,同时让电阻分布更集中。新硅片产品所用硅棒可在棒长一致的情况下,实现轴向电阻率分布一致,产出硅棒头尾电阻率比值从3倍缩减至1.5倍以内。”王一淳说。
隆基绿能硅片事业部研发中心负责人邓浩表示:“这大大改善了组件明暗片问题。组件明暗片在视觉上是组件表面颜色不均匀,亮度不一致。这是由于转换效率不同的电池片混入同一个组件中。电池片开压较大则成像较亮,反之较暗。开压差异越大,明暗差异就越明显。电阻率差异的缩小同时让组件热斑风险也随之降低。”
“2017年入行以来,这是第一次看到硅片创新不再拘泥于尺寸、薄厚这些外部特点上。”
多位光伏从业者发出惊叹。不过,伴随而来的,还有是否与电池片相匹配的担忧。如今,光伏电池片环节正处于技术迭代期,新技术层出不穷,各种产品百花齐放,行业企业同台竞技。上述背景下,目前市场上有TOPCon、异质结、BC系列电池等各种电池品类。新硅片产品固然好,但能不能够满足所有电池技术路线的要求呢?
“在研发之初,我们就把它当作是一种平台性技术来做的。”王一淳称,“新产品是一个系列新产品,涵盖多种细分产品组合。还是用汽车轮胎类比,针对高山、雪地、公路等不同地形,我们就要设计不同的轮胎来满足使用需求,轮胎的尺寸和材质也就各不相同。基于不同应用场景,选择正真适合的轮胎。硅片也一样,新硅片产品支持多种电池路线。不仅如此,还能够给大家提供M10、G10-L、G12-R多种尺寸规格,同时覆盖110微米、120微米、130微米和140微米等厚度规格。”测试多个方面数据显示,相比常规硅片,泰睿硅片可促使电池片效率提升0.1%左右。
“拉晶切片这十几年的进步,不亚于马斯克在航空领域火箭回收技术的进步。”隆基绿能创始人、总裁李振国认为,光伏行业的加快速度进行发展,本质上在于度电成本的不断降低。减少相关成本,提升发电效率,永远是光伏行业的“第一性原理”。
“在过去十年时间里,生产一瓦组件的用电从1.2度下降至0.4度,切片成本从5—6元下降至0.3元左右。截至目前,中国光伏产业制造产能占全球80%以上,中国的努力已经使得全球光伏发电的成本下降了90%,我们十分自豪。”李振国说。
新硅片产品的发布恰好再一次体现了产业内企业对降本增效的追求。据透露,隆基绿能已完成大量研发和系统专利布局,做好了全面生产的准备。“目前硅片产能可以全部切换为新技术产品。去年,泰睿硅片已实现小批量出货,接下来公司将尽快切换为新硅片产品,新硅片产品将面向光伏行业所有的电池片厂商。”邓浩表示,随着爬坡放量,新硅片成本能做到与常规硅片成本持平甚至更低。根据规划,该硅片新品将于4月开启匹配验证,联合光伏电池公司进行工艺优化,预计6月开始批量导入。