降本提效“三劍客”：金剛線+黑硅+PERC助推高效多晶超越300W

531新政后，國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)開始經(jīng)歷新一次洗牌。

行業(yè)低迷，產(chǎn)生的最直接影響就是落后產(chǎn)能被淘汰，優(yōu)秀企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。不斷提高轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)一步降低成本，是所有企業(yè)奮力奔跑的共同方向。

目前，從光伏應(yīng)用市場(chǎng)占比來看，晶硅組件產(chǎn)品仍占據(jù)著90%以上的份額。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，至2017年底，多晶占有70%左右的市場(chǎng)份額，至2022年，市場(chǎng)份額為50%。在度電成本進(jìn)一步加速下降的當(dāng)下，多晶產(chǎn)品也亟需邁向高效化。

后531時(shí)代，多晶路線進(jìn)一步降本提效的空間在哪里?未來的多晶主流趨勢(shì)又是什么?

金剛線技術(shù)在多晶產(chǎn)線上的百分百應(yīng)用，大幅度降低了多晶生產(chǎn)成本。但是用金剛線切割多晶硅片，采用常規(guī)酸制絨無法實(shí)現(xiàn)良好的表面織構(gòu)，甚至無法形成絨面。

黑硅技術(shù)可以完美解決多晶制絨問題，是多晶電池繼續(xù)降本提效的必由之路。隨著大比例黑硅制絨技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，多晶黑硅與單晶一樣完全兼容PERC電池產(chǎn)線，而且多晶黑硅疊加PERC技術(shù)后可得到額外收益，實(shí)現(xiàn)了累加更優(yōu)的效果。

金剛線+黑硅+PERC“三劍合璧”

在剛剛結(jié)束的2018西安CSPV大會(huì)上，保利協(xié)鑫、阿特斯、騰暉光伏、中科院、蘇州大學(xué)等企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)匯聚一堂，研討黑硅技術(shù)未來發(fā)展路徑。保利協(xié)鑫首席技術(shù)官萬躍鵬在大會(huì)上表示，保利協(xié)鑫位于揚(yáng)州的黑硅基地產(chǎn)能將達(dá)到近7GW，過去的一年中累積出貨超過5億片。

在“黑硅技術(shù)與應(yīng)用”分論壇上，阿特斯技術(shù)總監(jiān)王栩生表示，濕法黑硅技術(shù)已經(jīng)完全成熟，目前全國(guó)量產(chǎn)設(shè)備達(dá)到200臺(tái)，產(chǎn)能達(dá)到25GW以上，且黑硅制絨直接替代常規(guī)酸制絨，無需增加工序。

但是，對(duì)光伏行業(yè)來講，黑硅不是一個(gè)新技術(shù)。

1997年，美國(guó)哈佛大學(xué)的科學(xué)家Eric. Mazur等人用飛秒激光脈沖在SF6和Cl2氣體環(huán)境下反復(fù)照射硅片表面時(shí)，產(chǎn)生一種圓錐形的尖峰狀陣列結(jié)構(gòu)。當(dāng)用肉眼觀察時(shí)，具有這種結(jié)構(gòu)的硅片呈現(xiàn)黑色，故叫“黑硅”。

主流黑硅技術(shù)有兩種：干法制絨的離子反應(yīng)法(干法黑硅，RIE)及濕法制絨的金屬催化化學(xué)腐蝕法(濕法黑硅，MCCE)，前者受設(shè)備參數(shù)影響較大，后者受硅片質(zhì)量及工藝條件影響較大。

2004年，日本京瓷公司引入了干法黑硅RIE多晶制絨技術(shù);2008年，以韓國(guó)公司為代表的設(shè)備廠家開始在中國(guó)推廣干法黑硅RIE技術(shù)。

但整體上來說，黑硅的市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模并不太大。近兩年，隨著金剛線切硅片技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，黑硅開始煥發(fā)生機(jī)。

除了能解決外觀問題之外，黑硅還能形成納米級(jí)的凹坑、增加入射光的捕捉量，降低多晶電池片的光反射率以推升轉(zhuǎn)換效率。金剛線切搭配黑硅技術(shù)的工藝，能同時(shí)兼顧硅片端降本與電池片端提效兩方面。

研究表明，由于“背鈍化”和“黑硅陷光”可以完美結(jié)合，優(yōu)越的光吸收帶來電流增益，良好的鈍化實(shí)現(xiàn)開壓提升，使得多晶黑硅疊加PERC技術(shù)后可得到額外收益，實(shí)現(xiàn)了累加更優(yōu)的效果，迅速邁向了產(chǎn)業(yè)化。

在西安大會(huì)上，蘇州大學(xué)教授蘇曉東認(rèn)為，針對(duì)黑硅技術(shù)提效是否有瓶頸問題，常規(guī)絨面反射率24%，濕法黑硅絨面反射率16-18%，以20%內(nèi)光電效率計(jì)算，未來效率將提升1.5%以上。

在成本方面，與砂線切+普通電池工藝的單位成本相比，金剛線切多晶+濕法黑硅+PERC的電池制造成本僅為其92.7%，而金剛線切多晶+添加劑制絨+PERC則為其93.5%，性價(jià)比得到了提升。

從下游應(yīng)用效果來看，“金剛線+黑硅+PERC”的強(qiáng)力組合，可力促更多的高效多晶產(chǎn)品邁入 “光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃”，部分產(chǎn)品效率可以滿足“超級(jí)領(lǐng)跑者”標(biāo)準(zhǔn)。

可以說，多晶金剛線切+黑硅+PERC“三劍合璧”效果更強(qiáng)。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，未來十年，隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種組件功率基本上以每年5W以上的增加速度向前推進(jìn)，由于黑硅PERC技術(shù)的大范圍推廣，單多晶組件功率差距基本維持在10W左右。中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2025年，多晶黑硅PERC組件(60片)功率將達(dá)到330W。

大廠提前布局，黑硅PERC成為300W+多晶組件標(biāo)配

光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史表明，提質(zhì)增效和技術(shù)進(jìn)步是制勝之道。531新政帶來的行業(yè)波動(dòng)，只不過是光伏產(chǎn)業(yè)平價(jià)上網(wǎng)征程中的一朵小浪花。

更高效率、更低成本發(fā)展目標(biāo)下，各大主流廠商已提前做出布局。萬躍鵬在西安大會(huì)指出，客戶數(shù)據(jù)顯示，目前阿特斯、天合、比亞迪、展宇、東方日升等都已全部轉(zhuǎn)化為黑硅制絨金剛線硅片，鴻禧、正泰、英利、騰暉、日托光伏等在向黑硅切換過程中，目前黑硅已占多晶制絨的50%以上，黑硅PERC高效產(chǎn)品層出不窮，已經(jīng)顯示出了巨大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

王栩生表示，其多晶黑硅P4產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)GW級(jí)量產(chǎn)，60片組件功率已經(jīng)超過300W。P4量產(chǎn)電池效率達(dá)到20.4%，未來將達(dá)到21%，度電成本較單晶PERC下降1.2%;組件經(jīng)長(zhǎng)期戶外測(cè)試平均光衰僅1%，且弱光響應(yīng)好。此外，其代表未來技術(shù)的多晶P5超高效硅錠技術(shù)電池平均效率已達(dá)21.1%，達(dá)到技術(shù)領(lǐng)跑者滿分要求。

保利協(xié)鑫黑硅技術(shù)專家宮龍飛在大會(huì)上表示，經(jīng)下游客戶測(cè)試，多晶黑硅PERC組件290W以上占比9成，300W組件占比超過半數(shù)，電池量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換效率超過20.6%。保利協(xié)鑫目前黑硅產(chǎn)能超過8000萬片/月，年底將超過1億片/月。

宮龍飛表示，保利協(xié)鑫于2016年11月發(fā)布了TS系列濕法黑硅片，并于第二年重磅發(fā)布TS+系列第二代黑硅片。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，黑硅制絨成本降低約30%，電池效率增益提升至0.5%，而組件功率增益也將提升至5W(60片)。多晶黑硅疊加PERC技術(shù)后，效率高于普通多晶單純使用黑硅或PERC之和，可以實(shí)現(xiàn)了“1+1>2”的效果。未來“金剛線+黑硅PERC”技術(shù)將成為300W+多晶組件的標(biāo)配。

從中國(guó)市場(chǎng)來說，今明兩年將是光伏平價(jià)上網(wǎng)前的過渡時(shí)期，市場(chǎng)會(huì)充分洗牌，“馬太效應(yīng)”將會(huì)顯現(xiàn)，在優(yōu)勝劣汰中推動(dòng)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。在平價(jià)上網(wǎng)積極來臨之際，更高效、更低價(jià)的多晶將有望繼續(xù)占據(jù)優(yōu)勢(shì)市場(chǎng)份額。預(yù)計(jì)2019年，多晶“金剛線+黑硅+PERC”占比將超過80%，成為高效多晶產(chǎn)品的主流。