PV Tech多年來一直在強調太陽能行業(yè)正在經(jīng)歷重大的技術變革，特別是向PERC(鈍化發(fā)射極后電池)的轉變，以及最近從多晶硅片向單晶晶片的遷移。
這些發(fā)展導致大規(guī)模生產(chǎn)高效p型單PERC，雙面電池，半切割和搭疊技術的模塊，可提供雙層玻璃，多母線和半電池模塊配置。所有人都將高效率的產(chǎn)品推向主流的大批量市場。
各種n型電池選項(例如，nPERT和選擇性發(fā)射極)以及異質結(HJT)技術已經(jīng)在市場上獲得了逐步但不斷增加的立足點，尤其是因為晶圓尺寸的變化降低了整體生產(chǎn)成本。
實際上，SunPower最新的NGT(下一代技術)IBC(交叉背接觸)電池技術的很大一部分，將為更大的n型晶圓提供動力，為其S系列模塊供電。這也是LG電子的發(fā)展方向。
SunPower正在向更大的n型晶圓過渡。圖片：SunPower Corp
傳統(tǒng)上，2010年之前的單晶硅晶片被分類為125mm×125mm寬(164mm硅錠直徑)的小尺寸，并且在156mm×156mm(200mm硅錠直徑)中僅有少量，這是半導體中占主導地位的晶錠尺寸。工業(yè)直到領先的公司采用300毫米直徑的錠。
LONGi Solar產(chǎn)品營銷總監(jiān)Monsoon Wang告訴PV Tech，晶圓尺寸的變化比許多人意識到的要快。
“是的，這種趨勢正在發(fā)生，”王說。“僅十年前，幾乎所有的單晶硅片都是125mm。幾年后，一些生產(chǎn)商開始供應156毫米晶圓，我們已經(jīng)看到這些幾乎完全的過渡可能需要兩到三年。因此，到2014年，已經(jīng)發(fā)生向156mm晶圓的過渡。這種變化的原因是晶圓尺寸小得多，生產(chǎn)成本高得多，因為整體容量遠低于多晶圓。這是所有電池生產(chǎn)商轉向更大晶圓尺寸的驅動因素。“
2010年之后，156mm x 156mm晶圓越來越成為p型單晶圓和多晶圓尺寸的流行選擇(每瓦成本更低)。由于生產(chǎn)成本較低，到2014年，125mm x 125mm P型晶圓幾乎從市場上消失，只有一些IBC和HJT電池采用125mm x 125mm n型晶圓作為較大尺寸技術滯后P型由于申請的利基性質而進行的投資。
截至2013年底，多家中國晶圓生產(chǎn)商(LONGi，Zhonghuan，Jinglong，Solargiga和Comtec)聯(lián)合發(fā)布(M2)156.75 x 156.75 p型單晶硅(205mm直徑硅錠)和(M2)標準)156.75 x 156.75 p型單晶硅片(直徑210mm的硅錠)。
在不增加60芯電池模塊的整體尺寸的情況下，M2晶圓可以將模塊功率提高5Wp以上，顯著提高每瓦特競爭成本，從而迅速成為主流并保持這種狀態(tài)數(shù)年。
在此期間，市場上還有一些(M4)161.7mm x 161.6mm(直徑211mm的硅錠)晶圓，其面積比M2大5.7%，主要用于n型雙面模塊。
2016年開始從156毫米x 156毫米到156.75毫米x 156.75毫米的大批量生產(chǎn)。我們都認識到的舊6英寸格式(156毫米x 156毫米)預計將在2019年底完全從市場上消失，根據(jù)ITRPV 2019年版的調查。
然而，向更大的“標準”晶圓尺寸的過渡將證明是困難的，因為將類似的基礎上的電池/模塊轉換效率進行比較將繼續(xù)。
該行業(yè)的轉型速度超出預期，LONGi和JinkoSolar等主要光伏組件制造商正在提升單晶硅晶圓產(chǎn)能，這與大型硅晶圓的生產(chǎn)兼容。預計多晶硅晶片尺寸也會隨之而來。大規(guī)模生產(chǎn)的主導格式為156.75 x 156.75但是，根據(jù)ITRPV 2019版本，其他尺寸也在大規(guī)模生產(chǎn)中出現(xiàn)，例如157 x 157，甚至更大的格式為158.75 x 158.75，可能是下一個的標準數(shù)年。
預計較大的格式將在某些時候投入生產(chǎn)，包括166mm x 166mm，這可能在未來10年內獲得15%的市場份額。在最新的ITRPV調查中，不排除更大的格式。
預計較大的格式將在某些時候投入生產(chǎn)，包括166mm x 166mm，這可能在未來10年內獲得15%的市場份額。在最新的ITRPV調查中，不排除更大的格式。圖片：ITRPV
這很可能是由于2018年下半年中國在“531新政”下削減了公用事業(yè)規(guī)模和分布式發(fā)電市場的支持機制，市場競爭加劇。
“在去年下半年[2018]期間，由于市場需求，客戶要求在400Wp范圍內提供更高的模塊輸出，”Wang補充說。“在如此短的時間內，這很難在細胞水平上實現(xiàn)。改變晶圓尺寸并轉向半切割電池被認為是達到400Wp的最佳選擇。
然而，一些制造商對于更大的晶圓尺寸應該有自己的想法，例如157.4mm，158.75mm和161.7mm，LG和Q CELLS等韓國公司選擇用于n型晶圓電池。因此，去年下半年市場存在一些不確定性，導致與很多客戶進行討論。我們發(fā)現(xiàn)的主要問題是圍繞光伏項目對LCOE的影響。
[下游]市場需要時間來了解和了解下一次晶圓轉換，特別是模塊尺寸和玻璃/玻璃雙面模塊的重量比較。移動到稍大的模塊尺寸時要考慮的一個關鍵點是模塊仍然只需要兩個人來安裝，因此LCOE仍然會更低，BOS(系統(tǒng)平衡)也是如此。
這也適用于電池制造，每瓦的成本也隨著粘貼而降低。雖然現(xiàn)有的電池和模塊生產(chǎn)能力可能有點難以采用更大的晶圓尺寸，但由于資本支出需要花費在某些升級上，因此新生產(chǎn)線不會有這么大的困難，“Wang補充道。
現(xiàn)在的思考過程是希望通過擴大硅晶片的尺寸來進一步增加模塊功率輸出將是確保產(chǎn)品競爭力的最便宜途徑。
根據(jù)LONGi的說法，光伏制造商評估的一條路線是采用M2晶圓并繼續(xù)增加晶圓寬度，達到157mm，157.25mm或157.4mm，而不增加模塊的整體尺寸。
然而，建模表明功率輸出的增加將是有限的。其他因素，如對生產(chǎn)準確性的要求，也會增加。此外，認證兼容性可能會受到影響(例如，未能滿足UL認證的爬電距離要求)。
LONGi指出，另一種方法是遵循將晶圓寬度從125mm增加到156mm的路線，增加模塊的尺寸，例如158.75mm偽方晶圓或方形晶圓(223mm直徑硅晶錠)。LONGi表示，后者將晶圓面積增加了約3%，從而使60芯電池模塊的功率增加了近10Wp。
根據(jù)LONGi的說法，n-Type模塊制造商可能會選擇161.7mm M4晶圓，而有些人計劃在未來推出166mm尺寸的晶圓。
也許并不奇怪的是，最大的單晶圓生產(chǎn)商選擇了166mm晶圓尺寸，因為這顯然是與所有標準水平擴散爐生產(chǎn)工具兼容的最大尺寸。一方面，由于電池和模塊的生產(chǎn)能力的提高，每瓦的折舊和人工勞動將大大減少。另一方面，具有較大晶片的模塊具有較高的功率并且可以降低BOS成本，這反過來將降低系統(tǒng)的總成本。
對于較大的晶片，由于p型單晶電池的負電阻損耗增加，對半切或多切電池的需求也增加。電池之間較小的電阻明顯增加了模塊的功率輸出。
因此，對于p型單基電池而言，只要采用切割電池和其他電池到模塊的損耗減少技術(例如搭迭)，就越大越好。
“在我們公開在SNEC推出之后，制造商越來越多地認為下一個標準是166mm尺寸的M6晶圓。我們將開展工作，向市場通報下一個標準晶圓，作為頭號單晶圓片生產(chǎn)商，我們有責任。
從LONGi的角度來看，需要大約半年時間才能在模塊中過渡到M6晶圓，也許需要一年的時間才能過渡到M6晶圓。有一個很好的動力，以盡快過渡，“王總結說。
