單晶硅片的尺寸為什么變得越來越大？

　　這些年，光伏技術(shù)一直在快速地發(fā)展，電池方面高效PERC，雙面電池、黑硅等技術(shù)陸續(xù)投入大批量生產(chǎn)，N型與異質(zhì)結(jié)技術(shù)也開始有一定市場份額；組件方面雙玻、半片、多主柵、疊瓦等技術(shù)也進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段。 我們再看來單晶硅片方面，除了在拉晶、切片等環(huán)節(jié)取得很多技術(shù)突破（如多次拉晶技術(shù)、金剛線切割技術(shù)等）之外，另一個值得關(guān)注的現(xiàn)象就是單晶硅片的尺寸存在著變大的趨勢。

　　在2010年之前，單晶硅片主要以對邊距125mm(硅棒直徑f164mm)的小尺寸硅片為主，并有少量對邊距156mm(f200mm)的硅片，2010年后，156mm硅片的比例越來越大，并成為行業(yè)主流，125mm的P型硅片在2014年前后基本被淘汰，基本僅應(yīng)用于一些IBC電池與HIT電池的組件。在2013年底，隆基、中環(huán)、晶龍、陽光能源、卡姆丹克5家企業(yè)聯(lián)合發(fā)布了M1(156.75-f205mm)與M2(156.75-f210mm)硅片標(biāo)準(zhǔn)，在不改變組件尺寸的情況下，M2通過提升了硅片面積(提升2.2%)使組件功率提升了5Wp以上，迅速成為行業(yè)主流并穩(wěn)定了數(shù)年時間，期間市場也存在著少量M4規(guī)格(161.7-f211mm)的硅片，面積比M2增加了5.7%，產(chǎn)品以N型雙面組件為主。

　　到2018年下半年，因市場競爭加劇，諸多企業(yè)再次把目光投向硅片，希望通過擴大硅片尺寸提升組件功率以獲得產(chǎn)品競爭力。一種思路是沿著M2的推出思路，不提高組件尺寸的情況下繼續(xù)提高硅片對邊距，納入考慮的尺寸包括157、157.25、157.4mm等，但獲得的功率增加比較有限，另一方面增加了對生產(chǎn)精度的要求、還可能影響了認證兼容性(如無法滿足UL的爬電距離要求)。另一種思路是是沿著125mm提升到156mm的思路把組件繼續(xù)做大，如158.75mm規(guī)格的倒角硅片或全方片(f223mm)，后者將硅片面積提高3%左右，使60片電池組件的功率提高了近10Wp；同時一些N型組件制造企業(yè)選擇了161.7mm對邊距的M4硅片；另外也有企業(yè)在準(zhǔn)備推出166mm對邊距的硅片。

　　那么我們來分析一下，為什么硅片尺寸會變得越來越大呢？

　　1. 從生產(chǎn)的角度來看，電池、組件以片/塊來計的生產(chǎn)速率(片/小時、塊/小時)基本固定，提升硅片尺寸可以使單位時間產(chǎn)出的電池、組件功率獲得提升，這樣分攤到每Wp的設(shè)備、人工乃至公司的其他成本都將減少從而降低了電池和組件的制造成本，這在125mm硅片切換成156mm硅片時尤為明顯。

　　2. 從電站系統(tǒng)成本的角度來看，以地面電站為例，相同效率下，因硅片尺寸增大獲得的高功率的組件保持著同樣的串聯(lián)數(shù)量，因此單體支架上的組件功率就會相應(yīng)提升，平攤到每Wp的支架、樁基的成本就將降低；在大組件對人員搬運、安裝速度影響不大的情況下，按Wp計的組件、支架安裝效率就會提高；由于單位方陣的容量由逆變器決定可視為固定，這樣高功率組件會使匯流箱或組串逆變器的用量減少，支架用量的減少會使方陣的占地面積縮小(考慮到支架的前后間距和左右間距)，同時支架與占地的減小將會使電纜的用量得到削減。根據(jù)相關(guān)測算，使用166mm硅片的425Wp組件將比使用M2硅片的380Wp組件(均為72片電池版型)節(jié)省至少5分/Wp的BOS成本，如果使用跟蹤支架或是在海外人工成本較高的地區(qū)，節(jié)省的BOS成本將進一步提高。

　　綜合以上兩點來看，在設(shè)備生產(chǎn)與人員搬運允許的前提下，硅片的尺寸應(yīng)盡量做大，這樣可以獲得更多的電池組件成本與系統(tǒng)BOS成本節(jié)省，基于這個理由碲化鎘薄膜電池代表企業(yè)First Solar直接把組件尺寸從第四代的1200*600mm提升到2009*1232mm，近2.5m2的組件面積與35kg的重量應(yīng)是其綜合分析后得到的極限值。對于晶硅組件，也該像125mm調(diào)整到156mm一樣借這次行業(yè)變更的機會調(diào)整到一個能穩(wěn)定多年的更具性價比的尺寸。根據(jù)微信文章《大尺寸硅片，單晶更容易實現(xiàn)！》，硅片做大的主要制約因素在于電池的擴散爐，在硅片盡量做大而擴散爐直徑有限的背景下，有一定倒角的單晶硅片應(yīng)該比全方單晶硅片有一定優(yōu)勢。

　　總之，硅片變大可以為光伏產(chǎn)業(yè)帶來明顯的價值，主要企業(yè)應(yīng)借此次機會盡快統(tǒng)一一個能夠相對穩(wěn)定多年的尺寸規(guī)格，從而減少產(chǎn)線改造與組件認證費用上的重復(fù)投資，166mm單晶硅片現(xiàn)階段看起來作為產(chǎn)線兼容的最大尺寸是相對不錯的選擇。