硅片大尺寸抉擇：158.75mm全方還是166mm倒角？

來源：新能源網

時間：2019-04-24 20:08:57

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硅片大尺寸抉擇：158.75mm全方還是166mm倒角？: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(f20

: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)硅片標準，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)在準備推出166mm對邊距的硅片。

硅片尺寸158.75mm，更親民？

進化論基金治雨在其文章中認為，158.75mm規(guī)格的硅片優(yōu)勢明顯。

1.158.75mm邊長的硅片比現(xiàn)有156.75mm的硅片僅長2mm，現(xiàn)有的全部產能都能通過技術改造升級，且技改費用合理、可承受。據了解，100MW的技改費用也可以控制在40萬元以內。

2.158.75mm邊長的方形單晶硅片的面積（25,197m㎡）比現(xiàn)在的M2規(guī)格單晶硅片面積（24,429m㎡）大3.14%，在現(xiàn)在M2尺寸下，預期2019年底主流功率可以達到315~320W，那么電池片面積增大3.14%，從理論上測算帶來的功率提升最大可達到10.05W，相當于兩個功率檔位。158.75mm可以使60版型單晶PERC組件主流功率在2019年底接近甚至達到330W。

3.158.75mm邊長的電池片封裝后的光伏組件規(guī)格尺寸僅增長1.4cm，按照百分比測算相當于增加1%，且由于應用到了160μm更薄的硅片以及與之相對應的更薄的EVA，雖然光伏組件面積增大1%，組件整體總重量保持不變。

4.生產158.75mm的方形單晶硅片拉晶體環(huán)節(jié)和硅料環(huán)節(jié)的成本有所增加，但硅片厚度從180μm降低到160μm帶來的成本下降更為顯著。綜合測算，生產158.75mm、160μm厚度的方形單晶硅片的成本會比180μm厚度的M2硅棒成本低8分錢。

綜上，158.75mm邊長、160μm厚度、224.5mm對角線的方形單晶硅片有生產成本降低、光伏組件重量不變、功率提升兩檔、電池端接受度高等諸多優(yōu)勢。

據了解保利協(xié)鑫的鑄錠單晶就是全面基于158.75mm方形尺寸，而傳統(tǒng)規(guī)格多晶硅片也要全面升級為158.75mm。

“微創(chuàng)新”的158.75mm全方單晶是否會成為行業(yè)主流或行業(yè)標準？還有另外一股聲音。

另一種尺寸，166mm倒角哪兒好？

據了解，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該比全方單晶硅片有一定優(yōu)勢。166mm帶倒角是一個不錯的選擇。

從降低度電成本來看，哪種尺寸更合適？

1.早期采用125mm電池的組件與采用156mm電池的組件對比

2012年，當時市場上還存在著125mm單晶硅片制作的組件，使用72片電池(6′12)的光伏組件尺寸為1580′808mm，單晶組件功率約205Wp；同期156mm的60片電池組件功率約260W，尺寸1650′991mm。兩種組件的開路電壓分別為45.92V和38.24V，因此156mm電池片的組件串聯(lián)數(shù)量更大，考慮到單塊采用156mm電池組件的功率更高，因此單串組件的總功率明顯高于125mm硅片的組件，承載單串組件的支架就可以做的更大，平攤到每Wp的支架與基礎成本就可以有明顯節(jié)省，而光伏組件、支架的安裝的人工工作效率也因為單塊光伏組件的功率上升而得到提升，光伏電纜的用量減少，土地的占有量也會略微節(jié)省。

這樣的節(jié)省無法通過簡單的線性折算來計算，而需要建立陣列模型來具體分析，按照2012年的成本模型簡單的測算結果如下表(項目地為格爾木，下同)，30%的功率提升帶來了與光伏組件功率相關的BOS每瓦成本0.43元，約16%的節(jié)省。

2.60和72版型光伏組件的對比

156(.75)mm電池片也可以封裝成72片(6′12)電池的組件以進一步提升組件功率，電池數(shù)量的增加使得開路電壓增加、串聯(lián)數(shù)量降低，單串組件的功率保持不變，但對于常見的組件兩排豎裝的情況，支架略微延伸斜梁的長度就可以承載72片電池組件，支架成本略有降低，這種情況對于成本較高的平單軸支架更為明顯，因此平單軸跟蹤系統(tǒng)通常都會搭配72片電池組件使用；另一方面，組件、支架的安裝的人工工作效率也因功率提升而降低，中國市場對60片電池組件的偏愛主要是習慣問題，，同屬亞洲的韓國、東南亞、印度等新興市場在大型電站與工商業(yè)分布式電站基本都采用了72片電池組件來降低系統(tǒng)成本。

72片電池組件在支架、電纜、匯流箱等方面可帶來約1分/Wp的節(jié)省，安裝方面簡單按照組件數(shù)量做推算，可帶來2.7分/Wp的節(jié)省。綜合可以在系統(tǒng)端帶來3.7分/Wp的BOS成本節(jié)省。

3.采用更大硅片(166mm)組件與現(xiàn)有光伏組件的對比

組件尺寸在2018年又開始出現(xiàn)了再次變大的趨勢，類似的存在著增加電池片數(shù)量或把硅片做大兩種方式?？梢园央姵仄瑪?shù)量從72片提高到78片(+8.3%)，硅片尺寸提高到M4(邊長161.7mm，+5.7%)乃至166mm(約+12%)。根據60到72片電池的變化可以發(fā)現(xiàn)增加電池片數(shù)量會降低組串數(shù)量，對于支架和樁基礎的節(jié)省相對有限，選擇增大硅片尺寸對于降低BOS成本更加有利，并且在生產可以實現(xiàn)、組件安裝沒有明顯困難的情況下應盡量增大硅片尺寸，下表對采用166mm硅片的系統(tǒng)成本做了詳細測算：

可見在功率提升11.8%的情況下，BOS成本可節(jié)省5.48分/Wp，樁基礎與支架是節(jié)省額度最大的兩部分。以上測算是根據國內較低的成本結構所做的測算，如使用跟蹤支架及在較高人力、土地成本的地區(qū)，BOS成本的節(jié)省還將更高。

硅片變大可以為光伏產業(yè)帶來明顯的價值，有人認為，166mm單晶硅片現(xiàn)階段看起來作為產線兼容的最大尺寸是相對不錯的選擇。針對166mm硅片/電池，治雨在其《158.75方形單晶漸成主流》文章中也表達了自己的意見，他認為，推廣166mm帶大倒角的尺寸規(guī)格反倒會使得自己陷入不利境地。以現(xiàn)有電池效率水平來看，166mm鑄錠單晶全片功率將大于單晶帶倒角單片功率，相對拉直單晶，鑄錠單晶更容易生產全方166mm硅片。另外，方形單晶硅片對下一代組件技術更加友好。若從市場端來看，若強推166mm尺寸硅片，再疊加半片工藝，72片組件總長度增加12cm以上，可能超過安裝工人搬運的舒適度，市場接受度有待觀察。

不管市場最終選擇158.75mm還是166mm，大硅片是大勢所趨。有人呼吁，行業(yè)主要企業(yè)應借此次機會盡快統(tǒng)一一個能夠相對穩(wěn)定多年的尺寸規(guī)格，從而減少產線改造與光伏組件認證費用上的重復投資。