作者：萬躍鵬，林清香
保利協鑫能源控股有限公司
矽片尺寸的微小增加能夠帶來電池和組件生產線的產出量微小提升，從而降低每瓦生產成本，同時在不需要改變組件版型尺寸前提下，提升組件功率和轉換效率。另外，組件進入4.0或5.0時代，最簡潔的途徑是增加電池和組件尺寸。許多企業微調矽片電池尺寸從而達到產品的競爭優勢，使得目前矽片尺寸出現多種選擇，給產業鏈上下遊配合出現麻煩。增加了產品庫存。因此急需制定矽片尺寸標準。通過行業主要矽片，電池組件企業近兩年的討論投票，有三個矽片尺寸被選為行業推薦使用標準尺寸，分別是156.75mm，158.75mm 和166.00mm。
由於光伏矽片材料最早源於半導體單晶，光伏行業矽片尺寸一直以來沿用半導體的晶圓尺寸6英寸和8英寸（直徑），對應到矽片邊長尺寸就是所謂的5寸片（125mm）和6寸片（156mm）。由於電池生產設備的進步和產出量提升的需求，5寸片在光伏產業鏈中逐步退出。2012年後，除了1-2家特殊電池製造商，125mm矽片就基本被市場淘汰了。
行業第一次嘗試對矽片尺寸作微小增加是2015年，單晶矽片製造商將156.00mm的邊長上調到156.75mm，並減小單晶矽片的倒角，推出了M2尺寸的矽片。該尺寸標準修正在2017年得到SEMI標準委員會的審核通過。這樣單多晶矽片邊長實際上已經開始統一到156.75mm這個尺寸上。多晶矽片國標在2018年的修訂版本中也確定了156.75mm為標準邊長，並建議未來的尺寸增加以1mm的倍數來變化。
但是，這個統一的尺寸沒有持續太久，行業有些企業開始再次微調自己電池的尺寸，追求組件在現有尺寸下儘量高的轉換效率和功率輸出，從而符合中國"領跑者項目"的要求，矽片尺寸在156.75mm標準基礎上出現157.0mm, 157.3mm, 157.5mm, 157.75mm, 158.0mm等等。受到組件功率超400瓦的目標以及儘可能少的改造投入，最大程度地利用現有電池及組件生產線來降低生產成本等驅動，矽片尺寸又出現了158.75mm，161.75mm，166mm等等變化。
矽片及電池的尺寸增大，有利於產業鏈從矽片到電池，尤其到組件每瓦加工成本的下降，是行業技術進步的一個重要方向。單片組件功率的提升，甚至是通過組件尺寸的增加而帶來的提升，只要市場安裝能夠接受，都是降低度電成本的一個有效途徑。因而，矽片尺寸的增加是光伏製造的發展的趨勢。規範未來矽片尺寸，形成全行業共同採納的標準，成為光伏製造企業共同的訴求。
目前，行業存在的矽片尺寸的多樣化給產業鏈從矽片到電池到到組件造成極大的麻煩，為某家電池特殊尺寸生產的矽片不能流通到其它客戶，極易造成庫存，造成浪費，同樣，有些尺寸的電池不易找到其它買家，造成積壓等等。由於未來矽片尺寸的不確定性，設備提供商不能全力開發新一代電池，組件設備等等。因此，矽片尺寸急需統一和標準化。
自從2017年以來，保利協鑫在IEC TC82/WG8的組織架構下，組織行業的主要矽片，電池組件，設備製造以及測試單位，一起來研討和制定應用於光伏電池生產用晶體矽片的標準幾何尺寸標準，推薦幾個基於目前大規模生產中較為廣泛應用的幾種矽片尺寸，並對未來矽片尺寸給出預期指導。這裡的晶體矽片包括CZ直拉法拉制的單晶矽片，鑄錠法生長的多晶矽片和鑄錠單晶矽片。
首先，我們要認識到，不同的矽片尺寸沒有哪個對，哪個錯的問題，甚至沒有一個比另一個技術上更優的問題。在標準上被推薦採納的尺寸是大部分企業願意接受的。為避免太多的爭議，我們確認下面一些基本原則：
1）矽片的尺寸規格要儘量少。在通過對現有電池及組件生產設備作改造能夠接受的矽片尺寸中，儘量確認一個大家接受的尺寸，作為推薦及推廣的標準尺寸。
2）要特別防止在標準尺寸之上的微小變化的不同尺寸，比如增加幅度＜1.0 mm。現有的許多在156.75mm之上的發生的許多微小變化都是建立在企業本身的組件尺寸最大化利用，設備最小化改造之上的，應該儘量避免。
3）對新的或通過最大程度改造的電池組件生產測試設備能夠採納的矽片尺寸作規範建議，並使得規範推薦的尺寸之間增量儘可能地大，並被組件應用端所接受。
4）對未來更大矽片尺寸，確認一個最小的增加量，指導未來技術發展時的新尺寸的確定。
5）對於準方形矽片，晶棒直徑不作強行規定，但給出推薦值。
通過近兩年的討論修訂，晶矽矽片尺寸的標準草案在今年6月初在上海的IEC TC82/WG8會議上基本確定，幾個爭議問題，比如是否保留.75在未來尺寸上，是否跳過161.75mm等等，通過投票，基本形成爭論後的結果：
1）矽片的標準尺寸，現階段推薦為：156.75mm，158.75mm和166.00mm。其它尺寸為非標尺寸，可以由供需雙方協商採用。
2）在小於166mm尺寸的範圍內，規定矽片尺寸相對於在156.75mm基礎上的增加量為1mm的倍數。比如157.75mm，158.75mm，163.75mm等，避免157.0mm，161.5mm等。
3）在大於166mm尺寸範圍內，規定矽片尺寸相對於在166.00mm基礎上的增加量為1mm的倍數。比如168.00mm，180.00mm，210.00mm等等，避免168.75mm，171.5mm等。
具體的矽片尺寸分成方形和準方形，方形矽片示意圖和推薦值分別見圖1和表1，準方形矽片的示意圖和推薦值分別見圖2和表2。
Figure 1 - Dimensions of Square Silicon Wafers
圖1 方形矽片尺寸示意圖
Table 1 - Recommended Dimensions of Square Silicon Wafers
表1 方形矽片尺寸推薦值
Figure 2 - Dimensions of Pseudo-Square Silicon Wafers
圖2 準方形矽片尺寸示意圖
Table 2 - Recommended Dimensions of Pseudo-Square Silicon Wafers
表2 準方形矽片尺寸推薦值
#1： The diameter can be varied, with the recommended values listed in Table2.
表註：直徑值可以變化，表2中為推薦值。
矽片尺寸的標準化得到行業主要企業的積極參與，到目前為止，參與企業和單位的名單見表3。該標準將於今年10月份在IEC TC82進行立項審查。在審查通過後，該標準草案將在全球範圍內得到討論和投票。
表3 標準草案的參與單位名單