「金剛線+黑矽+PERC」 多晶革命性技術加速實現「平價上網」夙願

2020-11-23 索比光伏網

人才之間的分水嶺,在於是否願意在萬千世界中嘗試新鮮事物,是否願意打破禁錮區。企業同理,它給予了人才創新的沃土,不斷培養他們思維的顛覆與快速行動的力量,隨之迎風而走,卓群而出。

對科研迭代速度要求更高的新能源行業,帶給企業與人才的挑戰更具現實意義。這一刻,「金剛線切+黑矽PERC」的革命性技術加速了新能源行業的創新進程,距離達成「平價上網」的夙願也更近了一些。

「保利協鑫『TS+』第二代黑矽片採用了正面制絨+背面拋光的獨特工藝,背面拋光更適用於PERC技術。未來『金剛線+黑矽PERC』技術將成為300W+多晶組件的標配。」9月12日,在常州舉辦的第三屆金剛線與黑矽技術論壇上,保利協鑫(3800.HK)晶體與切片二部副總裁金善明表示。


保利協鑫金善明先生以《金剛線時代多晶矽片之路》為報告題目,與嘉賓們分享觀點。

而在2個月前的PVTD金剛線降本提效工藝研討會上,阿特斯陽光電力有限公司(下稱「阿特斯」)營運長張光春曾表示:「在P型多晶鑄錠中採用硼鎵共摻的方法,可將多晶PERC電池的光致衰減降至0.5%以下,這為多晶PERC電池的大規模量產夯實了基礎。」

密集的行業會議,側面印證了金剛線+黑矽PERC技術的火爆。金善明稱,黑矽技術不僅解決了金剛線切多晶矽片反射率過高的問題,還能附帶電池效率的提升。目前,全國溼法黑矽設備有200臺左右,超過百條產線,產能25吉瓦以上。僅保利協鑫一家就擁有26條國產自主黑矽線,產能近7吉瓦。

完美的黃金「三叉戟」

2017年2月6日,保利協鑫旗下揚州協鑫光伏宣布了黑矽首條生產線正式投產下線,中國多晶矽片製造業的降本提效迎來了嶄新時刻。

黑矽技術的誕生,與多晶矽金剛線切片的引入有關。「2011年起,保利協鑫即啟動了金剛線的切片機臺改造項目,積累了豐富的改造經驗和切割配套技術,以極低的改造成本獲取了金剛線專用機臺的切割效果。矽片成本大幅下降,性價比優勢十分突出。」金善明表示。


另一家光伏龍頭企業阿特斯技術總監王栩生表示,2009年,阿特斯即開始了溼法黑矽技術的研究,2016年起,阿特斯啟動了多晶金剛線切片+溼法黑矽技術的量產化,使得多晶技術繼續保持成本優勢。

王栩生認為,相對於砂漿切割,金剛線切片可以降本29%。金剛線切片在多晶上的應用是個巨大的寶藏,黑矽技術為多晶金剛線切割的推廣鋪平了道路,將成為多晶技術的主流。

2016年11月,保利協鑫成功發布了TS系列黑矽矽片新品,並於2017年11月進一步開發了單面黑矽工藝。金剛線切割技術和溼法黑矽技術的突破,使得金剛線切高效多晶片+黑矽+PERC的組合,全面實現「1+1+1>3」的技術效果,成為完美的「黃金三叉戟」,也為多晶市場顯著增強差異化的競爭優勢予以「加持」。

金善明在常州論壇上就表示,目前保利協鑫「TS+」二代黑矽片,創造性地採用了「正面制絨」+「背面拋光」這一獨特的工藝,正面優質的表面陷光結構與背面高亮的平整表面相互結合,PERC工藝中背拋簡單,大大降低了其背拋光成本及壓力。實測顯示,「TS+」第二代黑矽片設備產能增加一倍,制絨成本降低約30%,以接近傳統制絨的成本獲取黑矽高轉化效率,電池效率增益將提升至0.5%。多晶黑矽疊加PERC技術後,效率比普通多晶單純使用黑矽或PERC之和,仍高出0.24%左右,為行業帶來更高性價比的產品。協鑫自主研發的「多晶+黑矽+PERC」的60片組件功率可達300~305瓦,與常規單晶+PERC的組件功率差僅為10瓦左右,性價比更優。

無錫尚德電池研發總監陳如龍也表示,RERC技術單、多晶都可以採用,金剛線多晶矽片的制絨問題已經解決,而氫鈍化技術也解決了多晶PERC電池的光輔助溫度誘導衰減問題,「黑矽+PERC」是多晶組件滿足領跑者或者超級領跑者技術指標的有效途徑。

綜上,多家企業的實證皆表明,黑矽PERC技術已是市場炙手可熱的核心科研技術之一。

多晶量產效率突破21%

儘管行業內現在擁有多個產品路線,但人們也會對此充滿好奇與想像:未來技術發展的趨勢到底在哪裡?協鑫集成首席技術官張淳給出了一些答案。

上周在鹽城舉辦的「綠色智慧能源會議」上,他提出,儘管新能源行業裡的各類技術百花齊放,但如果「光伏」產品被看作是一種主食的話,它需要滿足可口、價格低等兩大條件。可口,指的就是光伏「效率要足夠高」;價格低,意味著「低成本」。這兩點相互疊加、相互作用,才是未來新能源行業技術發展的清晰脈絡。充滿著未知與探索樂趣的創新科技,也因此更具魅力:它讓光伏回到了本初。

「那麼,通過哪些路徑,來實現光伏行業的高效低成本需求呢?我想應該是技術創新。以協鑫為例,現在的多晶平均效率可做到21%,業界領先水平。請注意,這是一個量產的平均效率,」張淳表示。

黑矽等產品的技術創新會帶來「平價新光伏」這一情境的更快實現。張淳認為,這主要表現為五大特徵:光伏組件向高性價比產品迭代;支架從固定式向跟蹤式演進;電站系統融合數字信息與網際網路技術;日常運維以區域中心實現精細化智能管理;光伏與儲能、智能微電網深度一體化。其中,所謂的「組件高性價比」,體現方式之一便是「金剛線切多晶矽片+黑矽+PERC」等三者結合的綜合性產品運用。


張淳強調,近年來,很多人對光伏行業的認知存在誤區,最明顯的錯誤是將高效等同於高性價比。光伏發電要成為電力的主食,不可能價格很高,肯定要各行各業都用得起,所以多晶+黑矽PERC恰恰滿足了這一條件。「在大規模發電中,追求高性價比才是光伏行業技術進步的核心,所有的技術創新與產品研發必然是在高效與低價之間走鋼絲。」

在保利協鑫內部的六大研發中心裡,就有蘇州協鑫工業應用研究院、切片技術研發中心等兩大機構深入矽片領域的研究。它們配合保利協鑫的16家多晶及矽片子公司,圍繞著創新、優化、降本、超越等關鍵詞,著力打造出更貼近客戶需求的金剛線+黑矽+PERC產品線,也是作為卓越科研機構的興致與責任所在。

除技術進步之外,精挑細選的原料採購、嚴格的品控體系、數位化及流水線的操作方式,也更加有效地保證了黑矽系列的高品質供應。

在與阿里雲大數據結合後,保利協鑫的所有黑矽數據都可以實時傳送,並進行多維度分析,再經過阿里雲的多變量分析等算法模型後,從而監控影響產品質量的每一道環節,更加嚴密地關注與提升產品品質。


而在黑矽多晶領域已研發多年的阿特斯公司,也具有發言權。該公司技術副總裁邢國強就表示,溼法黑矽技術可融合其他矽片及電池產業化技術,從根本上提升多晶電池的轉換效率,並降低光伏組件的成本。他認為,「這一技術必將取代常規多晶制絨,成為未來多晶電池製程的標配。」

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