單晶VS多晶,誰將勝出?這個問題一直都在困擾著硅片企業(yè)的決策層、從業(yè)者,自作者從事光伏行業(yè)以來,大家就想知道這個問題的答案。2015是單晶硅片企業(yè)的低谷,2018單晶硅片將迎來他們的高潮。那么,單晶硅片真如個別人預(yù)測的那樣能替代多晶硅片,多晶硅片毫無還手之力嗎?
一、單多晶性能對比
單晶硅片與多晶硅片在晶體品質(zhì)、電學(xué)性能、機械性能方面有顯著差異。圖1展示了單晶和多晶硅片的外觀差異;圖2展示了單晶硅片的電學(xué)性能差異;圖3展示了單多晶硅片的機械性能差異。單晶VS多晶,單晶更有優(yōu)勢。
表1、單多晶硅片性能對比
單晶硅片
多晶硅片
晶粒與晶界
單一晶向,無晶界
多種不同晶向,含大量晶界
位錯密度(cm-2)
﹤103
103~109
鐵雜質(zhì)(cm-3)
1011~1015
1014~1017
氧雜質(zhì)(ppma)
3~12
1~2
圖1、單多晶硅片外觀對比
圖2、單多晶少子壽命分布對比
圖3、單多晶機械性能對比
二、鑄錠與拉晶成本對比
多晶一爐投料量目前主流G7在1200KG左右,成品率可以達到70%左右,G7升級為G8后,投料量可以達到1500KG甚至更多,國內(nèi)洛陽的鑄錠企業(yè)巨子有19臺G8鑄錠爐,投料量在1500公斤左右,已經(jīng)生產(chǎn)兩年了。另外鑄錠是免維護,一月清爐一次,一個鑄錠工可以看15臺鑄錠爐;而單晶對操作人員的技術(shù)和勞動強度要求高,一爐一小清,三爐一大清,一個拉晶工看三臺爐子,會非常辛苦,也損壞員工健康如視力等。另外,多晶對硅料要求不嚴格,單晶對料要求非常嚴格。目前單晶的拉晶的成本雖有所降低,但仍無法和多晶比。從鑄錠與拉晶成本看,單晶VS多晶,多晶占有非常大的優(yōu)勢且單晶永遠無法趕超。
8角坩堝
1500公斤的G8硅錠
廣 告
三、切片成本對比
金剛線切片由于線徑細,每公斤硅料出片數(shù)更高,切片速度快,可以大大降低切片成本。目前單晶硅片已經(jīng)普及了金剛線切片工藝,而多晶硅片目前已克服金剛線硅片制絨技術(shù)難題,目前正在全面推廣中,預(yù)計2018年多晶硅片將全部由砂漿切片轉(zhuǎn)換為金剛線切片。目前金剛線切多晶,由硬質(zhì)點導(dǎo)致的斷線較高,這主要是由多晶用料較差導(dǎo)致的。單晶VS多晶,平手!
圖4、阿特斯?jié)穹ê诠柚平q技術(shù)
四、電池環(huán)節(jié)
1.轉(zhuǎn)換效率。單晶的轉(zhuǎn)換效率高于多晶,雖然目前P型多晶效率也已經(jīng)突破22%,但是單晶還是更高;
2.衰減。單晶由于拉晶時用的裸坩堝、以及堝轉(zhuǎn)等原因,單晶中氧含量特別高,因而由于B0復(fù)合體導(dǎo)致的衰減也更高;
3.金剛線多晶硅片制絨成本比金剛線單晶硅片制絨成本高。
因此從性價比看,目前P型單晶還是不如P型多晶,但是N型單晶電池確實具備一定的潛力。P型單晶因為B-O復(fù)合體的原因,衰減較大,但N型單晶衰減基本為0,可是電池廠如果生產(chǎn)N型單晶電池,需要重新引入設(shè)備,但是一旦量產(chǎn),N型單晶降低成本空間巨大。考慮到N型單晶的潛力,單晶VS多晶,單晶略勝一籌。
【專家觀點】
同立高科董事陸文權(quán)先生觀點:
圖7、同立高科董事陸文權(quán)先生
1、單晶多晶此起彼伏,多晶與單晶比具有成本優(yōu)勢,但效率略低,二者都有過五關(guān)斬六將時,也有敗走麥城時;
2、有部分市場是各占優(yōu)勢地位不可替代;
3、類單晶具有取代單晶潛力,但是還存在一定技術(shù)上的障礙;
4、在未來如果沒有革命性的先進工藝或技術(shù)出現(xiàn),仍然不會出現(xiàn)某一方取代另一方的局面,只不過繼續(xù)此起彼伏,此消彼長。
五、多晶單晶未來
歸根到底,多晶單晶的競爭是性價比的競爭,是投資回報率的競爭。高效坩堝、類單晶、黑硅電池、PERC電池以及各種輔材技術(shù)的提高將有助于提高多晶硅片的效率,鑄錠裝料量的增加、金剛線切片在多晶的應(yīng)用、鑄錠企業(yè)向西北遷到電費便宜區(qū)域?qū)⒂兄诮档投嗑Ч杵某杀尽R虼耍瑐€人認為單晶VS多晶,鹿死誰手仍未知。即便在多晶受到單晶瘋狂擠壓的2017年,仍然有企業(yè)在擴產(chǎn)多晶硅片:榮德在揚州擴產(chǎn)3GW多晶硅片,山西中電科在太原擴產(chǎn)2GW多晶硅片。榮德、山西中電科真金白銀擴產(chǎn),肯定是做過成本分析、投資回報率分析的。
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